Σάββατο 19 Οχτώβρη 2024 - Κυριακή 20 Οχτώβρη 2024
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
Σελίδα 37
ΠΟΙΚΙΛΗΣ ΥΛΗΣ - ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Οι φυσικές αιτίες για το «εμβόλιμο δευτερόλεπτο» και ο προβληματισμός για το μέλλον του

Οπως είναι γνωστό σε όλους από την παιδική ηλικία ακόμη, η μέρα στη Γη διαρκεί 24 ώρες. Ε, όχι ακριβώς. Αν για κάποιους λόγους η περιστροφή του πλανήτη γύρω από τον άξονά του επιβραδυνθεί λίγο, τότε η μέρα θα διαρκεί λίγο παραπάνω. Αυτό συμβαίνει πολλά χρόνια τώρα. Αντίθετα, τα ατομικά ρολόγια καταγράφουν το πέρασμα του χρόνου με πολύ μεγάλη ακρίβεια, χωρίς να «χάνουν» σχεδόν καθόλου και γι' αυτό εδώ και δεκαετίες στηριζόμαστε σε αυτά για τη μέτρηση του χρόνου και τον ορισμό του δευτερολέπτου, που έπαψε να ορίζεται ως το 1/86400 της μέσης ηλιακής μέρας. Ετσι, όμως, ο χρόνος όπως μετριέται από τα ατομικά ρολόγια θα μπορούσε να αποσυγχρονιστεί από την ηλιακή μέρα. Γι' αυτό κατά διαστήματα προστίθεται ένα δευτερόλεπτο, το λεγόμενο «εμβόλιμο δευτερόλεπτο», στο τέλος ή στη μέση κάποιου έτους. Από το 1972 αυτό έχει ήδη γίνει 27 φορές.

Παράγοντες

Τώρα, όμως, για πρώτη φορά, ίσως χρειαστεί να αφαιρεθεί ένα δευτερόλεπτο, καθώς έχουν εμφανιστεί παράγοντες που εξισορροπούν έως ανατρέπουν την επιβράδυνση της περιστροφής της Γης, επιταχύνοντάς την και κατ' αυτόν τον τρόπο μικραίνοντας τη διάρκεια της μέρας. Η αντιστροφή αυτή έχει ξαναθέσει επί τάπητος τις αντιρρήσεις σχετικά με την αξία του «εμβόλιμου δευτερολέπτου», καθώς κάθε φορά που αποφασίζεται η προσθήκη (ή στο προσεχές μέλλον η αφαίρεση) ενός, πρέπει να ενημερωθεί το λογισμικό δισεκατομμυρίων ηλεκτρονικών συσκευών στον κόσμο, ώστε να μη δημιουργηθούν προβλήματα. Αν και φαίνεται παράξενο, η προσθήκη ενός δευτερολέπτου είναι δυνατό να δημιουργήσει προβλήματα, όπως συνέβη π.χ. το 2012 με γνωστό ιστότοπο, που χάθηκε για ένα διάστημα από το διαδίκτυο, ή με τα λειτουργικά προβλήματα που παρουσιάστηκαν σε αυστραλιανό αερομεταφορέα, οδηγώντας σε μεγάλες καθυστερήσεις τις πτήσεις του.


Η Γη, που όπως και ολόκληρο το ηλιακό σύστημα προέκυψε από ένα περιστρεφόμενο νέφος αερίων και σκόνης, συνεχίζει να περιστρέφεται μέσα στο διαστημικό κενό, πρακτικά χωρίς τριβή. Ομως καθώς περιστρέφεται, η βαρυτική έλξη από τη Σελήνη και δευτερευόντως από τον Ηλιο, που είναι πολύ μεγαλύτερος αλλά και πολύ πιο μακριά, προκαλεί παλίρροιες στους ωκεανούς και τις θάλασσες του γαλάζιου μας πλανήτη. Καθώς το νερό τρίβεται πάνω στον βυθό, η περιστροφή του πλανήτη επιβραδύνεται ελαφρώς. Την εποχή των δεινοσαύρων, η μέρα διαρκούσε 23,5 ώρες, αλλά από τότε κέρδισε μισή ώρα ακόμη.

Σεισμικές μελέτες έχουν δείξει ότι η Γη διαθέτει έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα, που καλύπτεται από έναν υγρό εξωτερικό πυρήνα, πάνω από τον οποίο βρίσκονται ο στερεός - ημίρρευστος μανδύας και ο στερεός φλοιός. Τα ρεύματα υλικού στον εξωτερικό πυρήνα κάνουν τον μανδύα άλλοτε να κινείται πιο γρήγορα και άλλοτε πιο αργά, αλλά στο πέρασμα του χρόνου αυτές οι αλλαγές τείνουν να αλληλοεξουδετερώνονται, κάνοντας την παλιρροϊκή τριβή την κύρια αιτία μεταβολής του χρόνου περιστροφής της Γης.

Πατινάζ

Τώρα, όμως, η υπερθέρμανση του πλανήτη περιπλέκει την κατάσταση. Οταν μετά το τέλος της πιο πρόσφατης εποχής των παγετώνων τα ογκώδη παγοκαλύμματα των πόλων άρχισαν να λιώνουν - διαδικασία που συνεχίζεται και σήμερα - ο φλοιός από κάτω τους, που είχε συμπιεστεί από το βάρος τους, άρχισε να ανακάμπτει. Ετσι η Γη, που δεν είναι τέλεια σφαίρα, αλλά σφαίρα πιο εξογκωμένη στον ισημερινό, γίνεται όλο και πιο σφαιρική. Αυτό σημαίνει ότι η μάζα της ανακατανέμεται λίγο πιο κοντά στον άξονα περιστροφής, επιταχύνοντας την περιστροφή της, με τον ίδιο τρόπο που οι αθλητές στο καλλιτεχνικό πατινάζ γυρίζουν όλο και πιο γρήγορα καθώς συσπειρώνουν τα απλωμένα χέρια τους.


Ωστόσο, καθώς τα παγοκαλύμματα λιώνουν, το νερό διαχέεται στους ωκεανούς, το μεγαλύτερο μέρος των οποίων βρίσκεται σε χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη, δηλαδή πιο μακριά από τον άξονα περιστροφής συγκριτικά με τα παγοκαλύμματα. Αυτό επιβραδύνει την περιστροφή (όπως όταν οι πατινέρ απλώνουν τα χέρια τους). Προς το παρόν αυτή η επίδραση είναι ισχυρότερη, καθυστερώντας τη χρονική στιγμή που η περιστροφική επιτάχυνση θα υπερκεράσει την παλιρροϊκή επιβράδυνση. Μελέτη κατέληξε πως αυτό σημαίνει ότι δεν θα χρειαστεί να αφαιρεθεί δευτερόλεπτο πριν το 2029.

Συνέπειες

Επειδή η παλιρροϊκή τριβή είναι η πιο σταθερή τάση, πιθανώς δεν θα ξαναχρειαστεί αφαίρεση δευτερολέπτου. Αυτό κάνει ακόμη πιο ενοχλητικό το ζήτημα της αφαίρεσης, καθώς πολλά λογισμικά δεν είναι φτιαγμένα για να επιτρέπουν την αφαίρεση χρόνου, επειδή τότε θα συμπέσουν κατοπινές εγγραφές με προηγούμενες. Ταυτόχρονα, εκτός από την επιδίωξη διατήρησης της διάρκειας της ηλιακής μέρας σε συγχρονισμό με τη μέρα των ατομικών ρολογιών, τα «εμβόλιμα δευτερόλεπτα» ή η αφαίρεσή τους δεν επιδρούν με εμφανή τρόπο στη ζωή των ανθρώπων, πέρα βέβαια από τις επιπτώσεις που θα εμφανίζονταν στην υψηλής ψηφιοποίησης σημερινή οικονομία και κοινωνία, από τυχόν προβλήματα στους υπολογιστές, στους δορυφόρους, τα παγκόσμια συστήματα εντοπισμού θέσης κ.ο.κ.


Το 2022 οι συμμετέχοντες στη διεθνή Γενική Διάσκεψη Μέτρων και Σταθμών (ΓΔΜΣ) ψήφισαν να σταματήσει η προσθήκη εμβόλιμων δευτερολέπτων το 2035 και από κει και πέρα να γίνονται μεγαλύτερου μεγέθους τροποποιήσεις κάθε 20 ή 100 χρόνια, μετά από επαρκή προετοιμασία. Ο χρόνος είναι το πιο σημαντικό μέγεθος στο διεθνές σύστημα μονάδων και πολλά άλλα μεγέθη και οι αντίστοιχες μονάδες τους εξαρτώνται απ' αυτόν. Το πρόβλημα μπορεί να γίνει πιο περίπλοκο αν κάθε μονοπώλιο αφεθεί να δίνει λύσεις κατά βούληση. Ετσι για παράδειγμα η «Google» αποφάσισε από μόνη της να «τρώει» μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου κάθε μέρα από τον χρόνο, όπως τον μετράνε τα συστήματά της. Αν υλοποιηθεί σε κάποια μορφή η απόφαση της ΓΔΜΣ, τότε στο πέρασμα κάποιων δεκαετιών θα υπάρξει πιο ορατή απόκλιση ανάμεσα στον Συντονισμένο Παγκόσμιο Χρόνο (UTC) που μετρούν τα ατομικά ρολόγια και τον χρόνο με βάση την ηλιακή μέρα. Είναι πάντως αλήθεια πως τα δίκτυα υπολογιστών αδιαφορούν αν ο Ηλιος βρίσκεται ένα λεπτό της μοίρας πιο ψηλά ή πιο χαμηλά στον ουρανό.


Επιμέλεια:
Σταύρος Ξενικουδάκης
Πηγές: «Scientific American», https://www.bipm.org


Κορυφή σελίδας
Ευρωεκλογές Ιούνη 2024
Μνημεία & Μουσεία Αγώνων του Λαού
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ