Prilagoditev po 'dolgem' vikendu na Kraljevem observatoriju - Natančne ure in prestopna sekunda

6. julij 2012



Malo verjetno je, da je kdo prišel na delo, ko se je po vstavitvi dodatne sekunde v soboto 30. junija počutil bolj osvežen kot običajno. Čeprav ta dogodek ni vplival na naše telesne ure, je vplival na Nacionalni pomorski muzej zbiranje . Na Kraljevem observatoriju sta potrebovali nastavitev predvsem dve uri: Pastirska ura ( ZAA0533 ) in Hewlett Packard atomska ura ( ZBA2599 ). Shepherd gate ura je bila nameščena na observatoriju leta 1852 pod vodstvom sedmega kraljevega astronoma, George Biddell Airy , in je poimenovana po svojem ustvarjalcu Charlesu Shepherdu. Namestitev ure označuje začetek vloge Kraljevega observatorija kot ponudnika točnega časa za narod. Danes se lahko zanesemo na to, da prikazuje Greenwich Mean Time (GMT) natančno na pol sekunde. Druga ura je bila prvotno uporabljena pri Nacionalni fizikalni laboratorij v devetdesetih letih prejšnjega stoletja za prispevek k mednarodnemu časovnemu merilu, znanemu kot koordinirani univerzalni čas (UTC). Zakaj potrebujemo prestopno sekundo? Verjeli ali ne, Zemlja ni tako zanesljiv merilnik časa kot naša atomska ura in prestopna sekunda je fina nastavitev, ki ohranja sinhronizacijo UTC z gibanjem Zemlje. Hitrost vrtenja našega planeta je spremenljiva iz več razlogov. Na splošno se vrtenje Zemlje upočasnjuje, ker se Luna postopoma odmika od nas: ni potrebe po alarmu, saj se odmika le s približno enako hitrostjo, s katero rastejo naši nohti, vendar se pri tem njen gravitacijski vpliv zmanjša. . Te in druge nepredvidljive vplive, kot je potresna aktivnost, spremlja Mednarodna služba za rotacijo zemlje in referenčne sisteme (IERS), ki se odloči, ali je prestopna sekunda potrebna ali ne. Prestopna sekunda je povzročila, da smo prilagodili dve že omenjeni uri in naredili osnovni enakovredni izračun pri primerjavi hitrosti preciznih ur nihala z radijsko vodeno uro. Toda za tiste, ki so odgovorni za upravljanje računalniških omrežij, ki obravnavajo velike količine digitalnega prometa, prestopna sekunda predstavlja težavno težavo. Omrežja so odvisna od natančnega merjenja časa: vsak prenos podatkov je časovno označen in vsi podatki, zabeleženi med prestopno sekundo, bodo izven logike računalnika. To bi lahko povzročilo okvaro sistema. Dejansko obstajajo poročila, ki kažejo, da so nekateri sistemi prenehali delovati po pretekli prestopni sekundi prejšnje sobote in so bila zato nekatera priljubljena spletna mesta nedostopna. Med različnimi načini premagovanja tega problema je eden, ki ima zanimivo vzporednico z operativnimi načeli, ki jih je Airy uporabljal sredi 1800-ih. Google se je v pripravah na prestopno sekundo leta 2005 odločil, da ga doda vnaprej in v določenem obdobju v svojem sistemu v majhnih korakih, ki niso motili komunikacije z nobenimi drugimi sistemi, s katerimi so bili povezani. Svojo metodo so poimenovali 'preskok'. Enako načelo je bilo uporabljeno za sistem, ki je poganjal uro na vratih na Kraljevem observatoriju. Večina ljudi se ne zaveda, da je to podrejena ura in ne merilec časa sama po sebi: prvotno je bila ena od več podrejenih številčnic na spletnem mestu, ki so vse sledile navodilom Pastirjeva mojstrska ura ( ZAA0531 ). Lepota Shepherdove glavne ure ni bila v tem, da je bila izjemen merilec časa, ampak v tem, da jo je bilo mogoče električno popraviti s pomočjo elektromagnetnih nastavitev, ki delajo na nihalu. Majhne in natančne prilagoditve rok je mogoče narediti tako, da povzročimo, da se nihalo premika hitreje ali počasneje v določenem časovnem obdobju; in ker je glavna ura nenehno pošiljala impulze vsem podrejenim uram, so bile podrejene samodejno popravljene. Danes uro vrat poganja radijsko vodena kvarčna ura, kazalci pa se popravljajo ročno. Seveda je bila prestopna sekunda v Airyjevih časih nezaslišana; prva prestopna sekunda je bila izvedena leta 1972 in od takrat jih je bilo v UTC vstavljenih skupno 35. IERS v svojem Biltenu C obvešča šest mesecev o prihajajočih prestopnih sekundah, tako da bomo imeli vsaj še eno leto, preden se bomo lahko veselili 'dolgega' vikenda, kot je tisti od 30. junija do 1. julija 2012.