Aðlögun eftir „langa“ helgi í Royal Observatory - Nákvæmar klukkur og stökksekúndu

6. júlí 2012



Það er ólíklegt að einhver hafi komið hressari til vinnu en venjulega eftir að aukasekúnda var sett inn á laugardaginn 30. júní. Þó að þessi atburður hafi ekki haft áhrif á líkamsklukkur okkar, hafði hann áhrif á Sjóminjasafnið söfnun . Í Royal Observatory þurftu einkum tvær klukkur að stilla: Shepherd gate klukka ( ZAA0533 ) og Hewlett Packard atómklukka ( ZBA2599 ). Shepherd gate klukkan var sett upp í stjörnustöðinni árið 1852 undir stjórn sjöunda stjörnufræðingsins Royal, George Biddell Airy , og er nefnd eftir framleiðanda þess, Charles Shepherd. Uppsetning klukkunnar markar upphafið á hlutverki Royal Observatory sem veitir réttum tíma fyrir þjóðina. Í dag er hægt að treysta því að Greenwich Mean Time (GMT) sé nákvæmur í hálfa sekúndu. Önnur klukkan var upphaflega notuð á National Physical Laboratory á tíunda áratugnum fyrir framlag sitt til alþjóðlegs tímakvarða, þekktur sem Coordinated Universal Time (UTC). Af hverju þurfum við hlaupsekúndu? Trúðu það eða ekki, jörðin er ekki eins áreiðanleg tímavörður og atómklukkan okkar og hlaupsekúnda er fínstilling sem heldur UTC samstilltu við hreyfingu jarðar. Snúningshraði plánetunnar okkar er breytilegur af ýmsum ástæðum. Almennt séð er snúningur jarðar að hægja á sér vegna þess að tunglið fjarlægist okkur smám saman: það er engin þörf á viðvörun þar sem það fjarlægist aðeins á um það bil sama hraða neglurnar okkar vaxa, en þegar það gerir það minnka þyngdaraflsáhrif þess. . Þetta og önnur ófyrirsjáanleg áhrif, eins og jarðskjálftavirkni, eru fylgst með af International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS), sem ákveður hvort hlaupasekúndu sé nauðsynleg eða ekki. Stökksekúnda hefur orðið til þess að við höfum stillt þessar tvær klukkur sem áður hafa verið nefndar og gert jafngilda útreikninga þegar við berum saman hraða nákvæmni pendulklukka á móti útvarpsstýrðri klukku. En fyrir þá sem bera ábyrgð á stjórnun tölvuneta sem sjá um mikið magn af stafrænni umferð er stökksekúnda erfiður vandi. Netkerfi eru háð nákvæmri tímatöku: hver gagnaflutningur er tímastimplaður og öll gögn sem skráð eru á hlaupsekúndu verða utan rökfræði tölvunnar. Þetta gæti hugsanlega valdið því að kerfið bilaði. Reyndar eru til skýrslur sem benda til þess að sum kerfi hafi hætt að virka eftir hlaupsekúndu síðasta laugardags og þar af leiðandi voru sumar vinsælar vefsíður óaðgengilegar. Meðal ýmissa leiða til að sigrast á þessu vandamáli er ein sem ber áhugaverða hliðstæðu við rekstrarreglur sem Airy notaði um miðjan 18. aldar. Google, í undirbúningi fyrir 2005 hlaupsekúndu, valdi að bæta því við, fyrirfram og á tilteknu tímabili í kerfinu sínu, í örsmáum þrepum sem trufluðu ekki samskipti við önnur kerfi sem þau voru tengd við. Þeir kölluðu aðferð sína „stökkstrókinn“. Sama regla var beitt fyrir kerfið sem rak hliðklukkuna í Royal Observatory. Flestir gera sér ekki grein fyrir því að þetta er þrælklukka, ekki tímavörður í sjálfu sér: hún var upphaflega ein af nokkrum þrælskífum á síðunni, sem öll fylgdu leiðbeiningum frá Meistaraklukka hirðisins ( ZAA0531 ). Fegurðin við meistaraklukkuna hans Shepherd var ekki sú að hún væri óvenjulegur tímavörður heldur að hægt væri að leiðrétta hana með rafmagni með rafsegulstillingum sem vinna á pendúlnum. Hægt væri að gera litlar og nákvæmar lagfæringar á höndum með því að láta pendúllinn hreyfast hraðar eða hægar yfir ákveðinn tíma; og vegna þess að aðalklukkan var stöðugt að senda út púls til allra þrælklukkanna, voru þrælarnir sjálfkrafa leiðréttar. Í dag er hliðaklukkan knúin áfram af fjarstýrðri Quartz klukku og vísar eru leiðréttar handvirkt. Auðvitað var hlaupasekúnda fáheyrð á tímum Airy; fyrsta hlaupasekúnda var innleitt árið 1972 og síðan þá hafa alls 35 verið settar inn í UTC. IERS gefur sex mánaða fyrirvara um komandi hlaupsekúndur í Bulletin C þeirra, þannig að við munum hafa að minnsta kosti eitt ár í viðbót áður en við getum horft fram á „langa“ helgi eins og 30. júní – 1. júlí 2012.