Jak możemy uniknąć potrzeby przestępnego roku / sekundy?

Biorąc pod uwagę aktualną prędkość Ziemi wokół Słońca oraz aktualne tempo i oś obrotu, jaki jest najlepszy sposób na zachowanie czasu, aby uniknąć roku przestępnego ? Ile godzin powinniśmy mieć w ciągu dnia i dni w roku, aby utrzymać równowagę, aby nie musieć dodawać ani usuwać dni z roku? Ponadto, ile minut na godzinę i sekund na minutę powinniśmy unikać sekund przestępnych ?

Lata przestępne istnieją z dwóch powodów:

• Nie ma całkowitej liczby dni w roku.
• Ludzie dostrzegają potrzebę zachowania pór roku w kalendarzu.

Biorąc pod uwagę powyższe, nie można uniknąć lat przestępnych ani czegoś podobnego. Zdefiniowanie roku kalendarzowego jako stałej liczby dni (np. 365 dni) spowodowałoby przesunięcie pór roku o jeden dzień na cztery lata.

Sekundy przestępne istnieją z dwóch powodów:

• Długość dnia mierzona zegarem atomowym nie jest stała.
• Ludzie dostrzegają potrzebę zachowania północy o północy, w południe w południe.

Biorąc pod uwagę powyższe, nie ma sposobu na uniknięcie sekund przestępnych lub czegoś podobnego. Zdefiniowanie dnia jako stałej liczby sekund atomowych (np. 86400) spowodowałoby, że Twój zegar i Słońce nie zgadzałyby się w środę w samo południe, ale w bardzo niewielkim stopniu.

To powiedziawszy, istnieją poważne propozycje wyeliminowania sekund przestępnych. Niektóre osoby, takie jak te, które używają UTC do oznaczania czasu transakcji finansowych, ich nie lubią. Jak dotąd propozycje te zostały odrzucone. Standardowa odpowiedź jest taka, że ​​to nie UTC jest zepsuty; używa UTC w kontekście, w którym nie należy go używać, który jest zepsuty. Jeśli potrzebujesz monotonicznie rosnącej skali czasu, użyj zamiast tego TAI lub GPS.

To tak naprawdę nie działa tak, jak myślisz, a przynajmniej nie w sposób praktyczny dla społeczeństwa. Problem polega na tym, że definiujemy dzień w oparciu o obroty Ziemi względem Słońca, a rok jako pełną orbitę wokół Słońca, a jeśli znajdziesz liczbę obrotów Ziemi na jednej orbicie, to nie jest to liczba całkowita (~ 365,24 obrotu (dni) w ciągu roku). Aby uniknąć roku przestępnego, musisz zdefiniować taki dzień, aby liczba całkowita w ciągu roku była równa liczbie całkowitej (tj. Dokładnie 365 dni). Problem polega na tym, że dzień i noc będą dryfować względem naszych zegarów, a po 2 latach dzień i noc zostaną przełączone. Długość roku jest również zmienna i nie fundamentalna, więc aby zachować tę dokładną relację, musiałbyś nieustannie redefiniować długość dnia,

Drugi skok ma ten sam typ problemu. Chcemy zdefiniować liczbę sekund w ciągu dnia jako 86400 sekund / dzień, ale obrót Ziemi nie jest stały. Tak więc, aby zapobiec dryfowaniu zegarów, musisz dodać sekundy przestępne.

Możemy nie tylko uniknąć sekund przestępnych, ale tak właśnie działało. Istnieje również wspólny nowszy system, który pozwala również uniknąć sekund przestępnych.

Przed 1960 r. Sekundy były definiowane jako 1/86400 średniego dnia słonecznego. Następnie, gdy zmiany w rotacji Ziemi spowodowały, że zsynchronizowała się, można było obliczyć nowy średni dzień słoneczny i podzielić go na 86400 - zmieniając długość sekundy w wartościach bezwzględnych, rozciągając ją lub nieznacznie zmniejszając.

To był bałagan, jak możesz sobie wyobrazić. Tak więc drugi zdefiniowano w kategoriach określonej liczby oscylacji atomowych, które można było uczynić niezwykle precyzyjnymi. Zamiast zmniejszać i rozciągać sekundę, aby zachować dokładną ich liczbę w ciągu jednego dnia, utrzymujemy drugą stałą i dodajemy lub odejmujemy jedną z liczby (całkowitej), gdy potrzebujemy dostosować.

Są to właściwie sposoby na synchronizację czasu obrotu Ziemi z naszym czasem zegarowym - potrzebujesz gdzieś dać, zmieniając długość sekundy i utrzymując stałą liczbę, lub utrzymując stałą długość i zmieniając liczbę. Dla kogoś, kto pisze prosty program, na przykład do obliczania sekund cywilnych między dwoma znacznikami czasu UTC, stary sposób był łatwiejszy (ustalona liczba sekund między dwoma czasami jest trywialna). Ale jeśli wykonujesz obliczenia naukowe lub inżynierskie lub eksperymenty z wielką precyzją, OSTATNIE lepiej mieć bardzo mocno ustaloną długość sekundy, nie zmieniając jej od czasu do czasu - znacznie gorzej niż niedogodności związane z uwzględnianiem sekund przestępnych.

Ale w pewnym sensie innym podejściem jest po prostu zignorowanie sekund przestępnych i utrzymanie ciągłego działania zegarów. Tak działa czas GPS - zaczął się zsynchronizowany z UTC, ale od tego czasu nie został skorygowany o sekundy przestępne, więc nie są zsynchronizowane o mniej więcej kwadrans (od jakiegoś czasu nie sprawdzałem). Jest to przydatne w przypadku obliczeń orbitalnych GPS, które przekraczają granice drugiego skoku. W pakiecie danych GPS znajduje się informacja o aktualnej delcie między czasem UTC i GPS, dzięki czemu można obliczyć czas cywilny na podstawie czasu GPS, a także kilka miesięcy wcześniejszego ostrzeżenia, gdy zostanie dodany lub pominięty nowy sekunda przestępna.

Inna odpowiedź sugerowała umieszczenie w kolejce sekund przestępnych i dokonanie skoku o kilka sekund co dekadę. To naprawdę nie upraszcza twojego oprogramowania - teraz musisz pozwolić minutom, powiedzmy, 67 sekundom na każdą dekadę. Łatwiej jest poradzić sobie z sekundami przestępnymi za pomocą stołu, a tymczasem nigdy nie będziesz wyłączony nawet o 1 sekundę. (Nawiasem mówiąc, standard pozwala na ich dodanie lub pominięcie - możesz potrzebować 59 sekund lub 61 sekund, kiedy potrzebujesz korekty. Zasadniczo jest to druga rzecz.

Och, jeszcze jedno rozwiązanie. Organizacja, która naprawdę to wszystko śledziła, nosiła nazwę Międzynarodowej Służby Obrotu Ziemi, później przemianowanej na Międzynarodową Służbę Obracania Ziemi i Systemów Referencyjnych (IERS) . Wyobraź sobie chaos, jeśli przestaną być finansowane, a Ziemia przestanie się obracać. W każdym razie, przypuszczam, że możesz po prostu poprosić ich o bardziej konsekwentne obracanie. :-)

Jestem inżynierem oprogramowania i mogę mówić o problemie w sekundach przestępnych.

Są nieprzewidywalni. Nie wiesz z dużym wyprzedzeniem, czy będziesz go mieć. Kod, który dba o dokładną liczbę sekund, będzie wymagał pewnego rodzaju aktualizacji lub pliku danych, aby mógł dalej działać poprawnie.

Jest to również krok, który dodaje złożoności. Musisz poczekać minutę, która zawiera 61 sekund.

W przypadku pierwszego problemu kompromisem, który utrzymuje rozsądne śledzenie między obrotem Ziemi a porą dnia, byłoby dopuszczenie luźniejszej tolerancji. Zamiast być w ciągu jednej sekundy, popraw go zgodnie z harmonogramem co 10 lat. Oprogramowanie nie musi martwić się problemami z roku na rok, a zegar pozostaje 7 sekund (lub ± 4, jeśli skoczysz do przodu) na prawdę.

Biorąc pod uwagę, że mamy już stref czasowych, słońce nie będzie dokładnie w pozycji północy na północy i tak , ale będzie pół godziny do przodu lub do tyłu. Astronomowie potrzebują już specjalnego zegara przesunięcia.