Високосные секунды отменят в 2027 году: решено изменить мировое время
Человечество впервые решило принципиально изменить правила измерения времени. С 20 мая 2027 года мировые часы перестанут подстраивать под вращение Земли с помощью дополнительных секунд. Решение принято на 28-й Генеральной конференции по мерам и весам в Версале, пишет inbusiness.kz.
За этой проблемой стоит новая реальность, в которой природные явления становятся фактором риска для цифровой инфраструктуры, от которой все сильнее зависит современный мир. Казалось бы, что общего между природными колебаниями планеты и искусственным интеллектом? Однако сегодня они способны влиять на работу цифровых систем и создавать угрозу устойчивости технологий, определяющих наше будущее.
Речь, конечно, не об отмене суток, часов или привычного календаря. Пересмотр затронет лишь международную систему согласования времени. Всемирное координированное время UTC, на которое ориентируются современные часы, компьютеры и цифровые системы, станет непрерывным. Это означает, что к нему больше не будут добавлять так называемые дополнительные секунды, а допустимая разница между официальным временем и временем, определяемым вращением Земли (UT1), увеличится с 0,9 секунды до 3600 секунд, то есть целого часа.
Фактически ученые признали: попытки заставить компьютерный мир следовать каждому изменению вращения Земли создают больше проблем, чем решают. И теперь приоритет отдается стабильности глобальных систем.
История этой реформы началась задолго до появления интернета. Тысячелетиями люди определяли время по Солнцу. Но с развитием железных дорог и телеграфа в XIX веке местное солнечное время перестало устраивать быстро развивающуюся инфраструктуру. Появились часовые пояса и единые стандарты.
В 1967 году мир окончательно перешел на новый принцип измерения времени – с помощью атомных часов. С этого момента секунда стала определяться не по движению небесных тел, а по строго заданному числу колебаний атома цезия-133. Чтобы отмерить одну секунду, такие часы должны зафиксировать ровно 9 192 631 770 колебаний. Этот способ оказался гораздо точнее и стабильнее прежних астрономических наблюдений.
Однако возникло противоречие. Атомные часы идут с практически идеальной точностью, тогда как скорость вращения Земли постоянно меняется. На нее влияют притяжение Луны, приливы, движение жидкого ядра планеты, атмосферные процессы, а также перемещение огромных масс воды и льда. В результате время, которое показывают атомные часы, постепенно начинает расходиться с естественным временем, связанным с вращением нашей планеты.
Чтобы устранить эту разницу, в 1972 году ввели так называемую високосную секунду. Когда расхождение между двумя системами времени приближалось к установленному пределу, к последней минуте суток добавляли еще одну секунду. Поэтому в отдельные дни вместо обычного перехода от 23:59:59 к полуночи часы могли показывать необычное 23:59:60.
С 1972 года человечество добавило 27 таких секунд. Последняя появилась 31 декабря 2016 года. Но решение, которое изначально должно было поддерживать связь между точным временем атомных часов и естественным ритмом Земли, со временем само стало источником серьезных технических трудностей.
Земля ускорилась, серверы зависают, отрицательная секунда пугает ученых
Самое интересное в этой истории связано с поведением самой Земли. В целом наша планета постепенно замедляет вращение, главным образом из-за гравитационного взаимодействия с Луной и возникающих приливов. Но на коротких отрезках времени скорость может меняться в противоположную сторону – Земля начинает вращаться быстрее.
Примерно с 2020 года ученые стали замечать ускорение вращения планеты. Так, 29 июня 2022 года Земля совершила полный оборот примерно на 1,59 миллисекунды быстрее привычных 24 часов. Этот день стал одним из самых коротких за всю историю точных инструментальных измерений.
Почему это происходит, специалисты пока не могут сказать однозначно. Среди возможных причин они называют процессы в жидком ядре Земли, изменения в движении воздушных масс и перераспределение планетарной массы под влиянием климатических процессов. При этом важно понимать, что речь не идет о сокращении суток на целые секунды. Все изменения настолько малы, что измеряются тысячными долями секунды.
Но именно эти крошечные доли секунды поставили метрологов перед совершенно новой проблемой. Если раньше мировое время приходилось периодически корректировать, добавляя одну секунду, то теперь впервые возникла противоположная ситуация. Возможно, потребуется так называемая отрицательная високосная секунда, то есть одну секунду придется не добавить, а убрать.
В этом случае после 23:59:58 сразу наступила бы полночь. Отметка 23:59:59 просто выпала бы из привычной последовательности. Подобную корректировку человечество еще ни разу не проводило.
"Мы подсчитали, что если ждать до 2035 года, риск отрицательной високосной секунды составит 30%. Даже вероятность в 10% вызывает серьезную обеспокоенность у организаций. Ведь точная синхронизация времени имеет принципиальное значение", – заявила Патриция Тавелла, директор отдела времени Международного бюро мер и весов.
Почему же исчезновение всего одной секунды может обернуться такими последствиями? Дело в том, что для компьютеров время – это не просто цифры на экране, а строгая последовательность событий, операций и команд. От правильной фиксации времени зависят банковские переводы, электронные подписи, вход в системы, передача информации и работа серверов.
При этом многие компьютерные программы изначально создавались с расчетом на то, что в каждой минуте всегда ровно 60 секунд. Необычная отметка 23:59:60 требовала особой настройки. Разработчики искали разные способы решения проблемы. Одни системы повторяли последнюю секунду, другие на короткое время останавливали часы, третьи постепенно растягивали время, чтобы незаметно внести поправку. В итоге даже такая небольшая корректировка могла приводить к тому, что часы на разных серверах начинали показывать разное время.
В 2012 году после добавления дополнительной секунды сбои произошли на ряде интернет-платформ, в том числе Reddit и других сервисах. Проблемы возникли и в компьютерных системах авиакомпаний. Из-за неполадок при регистрации пассажиров были задержаны рейсы. С трудностями при обработке подобных изменений также сталкивались LinkedIn, Foursquare и Yelp.
Особенно серьезные риски возникают для финансовых рынков, где автоматизированные системы проводят огромное количество операций за доли секунды. Если часы разных участников рынка начинают расходиться, это может нарушить порядок сделок, вызвать ошибки при обработке информации и даже привести к остановке отдельных процессов.
Технологические компании уже давно пытаются найти способ избежать подобных сбоев. Например, Google использует метод Leap Smear, при котором допсекунда не вводится одномоментно, а ее влияние постепенно распределяется на определенный промежуток времени. Однако у других компаний были собственные способы корректировки. В результате возникал парадокс – стремясь синхронизировать мировую цифровую сеть, разные компании сами создавали дополнительные расхождения во времени.
"Мы получаем разрыв в системе, которая должна работать непрерывно", – грустно отметил гендиректор Центра метрологических исследований в Галифаксе Джорджетт Макдональд.
Что произойдет с мировыми часами после 2027 года
В итоге представители международного метрологического сообщества приняли резолюцию №5. Она устанавливает переход к непрерывному UTC с 20 мая 2027 года. Вместо прежнего предела в 0,9 секунды теперь допускается расхождение с вращением Земли до одного часа.
Именно этот подход журналисты уже окрестили переходом от високосной секунды к "високосному часу". Однако немедленного перевода стрелок на 60 минут не будет. Разница станет накапливаться постепенно. По оценкам специалистов, до достижения установленного предела могут пройти многие столетия, возможно, тысячи лет.
Для обычных людей практически ничего не изменится. Смартфоны, компьютеры, наручные часы, расписания поездов и авиарейсов продолжат работать в привычном режиме. Никому не придется самостоятельно корректировать настройки. Более того, отказ от секундных скачков должен уменьшить риски технических неполадок в системах бронирования, навигации, связи и банковских расчетов.
При этом астрономическое время не исчезнет. Международные службы продолжат наблюдать за вращением планеты и публиковать данные о разнице между UT1 и UTC. Они останутся необходимыми астрономам, геодезистам и специалистам по космической навигации.
Реформа связана и с другими изменениями. Ученые готовят переход к новому определению секунды на основе оптических атомных часов. Вместо цезия предполагается использовать атомы стронция или иттербия, а измерения проводить с помощью лазеров. Такие установки способны обеспечить точность примерно в 100 раз выше современных цезиевых стандартов. Вопрос нового определения секунды рассматривается на международном уровне, однако его внедрение требует отдельного решения.
Еще один вызов связан с освоением Луны. Будущим исследовательским станциям, спутникам и луноходам потребуется единая система координатного времени. Из-за меньшей силы тяжести часы на лунной поверхности идут быстрее земных примерно на 56 микросекунд в сутки. Для бытовых расчетов это ничтожно, но для высокоточной навигации накопленная разница способна привести к существенным ошибкам.
Так, человечество одновременно перестраивает земную систему времени и готовится к созданию стандартов для других небесных тел.
С 20 мая 2027 года мировое время станет непрерывным. Земля по-прежнему будет вращаться, Солнце – восходить, а сутки – меняться на доли секунды. Только теперь международные часы перестанут немедленно реагировать на эти колебания.
В этой ситуации есть определенная ирония. Человечество научилось измерять время с невиданной прежде точностью, но теперь ради стабильной работы собственных технологий и ИИ вынуждено отказаться от строгой привязки часов к природным ритмам Земли. Получается, что чем дальше развивается цифровой мир, тем сильнее мы отдаляемся от природы?
Читайте по теме:
Казахстан переходит на единый часовой пояс: что это значит
