“فلكية جدة”: “لا” ثانية كبيسة سنة 2021

قال رئيس الجمعية الفلكية بجدة المهندس ماجد أبوزاهرة، إنه لن يكون هناك ثانية كبيسة تضاف إلى التوقيت العالمي في نهاية ديسمبر 2021، وقد كانت آخر ثانية كبيسة في 31 ديسمبر 2016.

الثوانٍ الكبيسة تضاف دائمًا في اليوم الأخير من يونيو أو ديسمبر، لذلك فإن التاريخ المحتمل التالي للثانية الكبيسة هو 30 يونيو 2022.

وأضاف منظمو التوقيت العالمي ثوانٍ كبيسة 27 مرة منذ عام 1972 تم ذلك في 30 يونيو 2015 وفي 30 يونيو 2012، تمت إضافتها دائمًا إلى الساعات العالمية قبل منتصف الليل عند 23 ساعة و59 دقيقة و59 ثانية بالتوقيت العالمي، إما في 30 يونيو أو 31 ديسمبر.

لماذا نحتاج للثانية الكبيسة؟ أليس طول يومنا يحدده دوران الأرض حول نفسها؟ مثل القدماء الذين أصروا على أن كل حركة في السماء يجب أن تكون كاملة وموحدة وغير متغيرة ، يفترض الكثير منا اليوم أن دوران الأرض – دورانها حول محورها – ثابت تمامًا.

لقد تعلمنا أن الشمس والقمر والنجوم والكواكب تسير عبر سمائنا لأن الأرض تدور حول محورها لذلك من السهل أن نفهم لماذا نفترض أن دوران الأرض حول محورها دقيق وثابت، ومع ذلك ، فإن دوران الأرض لا يظل ثابتًا تمامًا.

بدلاً من ذلك، مقارنة بأدوات ضبط الوقت الحديثة مثل الساعات الذرية ، فإن الأرض هي ساعة اقل كفاءة فكما يعلم الجميع فإن دوران الأرض يتباطأ وطول يومنا يتزايد.

دوران الأرض حول محورها يتباطأ قليلاً مع مرور الوقت فقد كان طول اليوم أقصر في الماضي، هذا بسبب تأثيرات جاذبية القمر على دوران الأرض. تُظهر الساعات الذرية أن اليوم الحديث أطول بنحو 1.7 مللي ثانية من القرن الماضي ، مما يزيد ببطء معدل تعديل التوقيت.

يظهر تحليل السجلات الفلكية التاريخية اتجاهاً متباطئاً فقد زاد طول اليوم بنحو 2.3 ميلي ثانية لكل قرن منذ القرن الثامن قبل الميلاد.

بشكل عام دوران الأرض حول محورها يتباطأ ، ولكن يمكن أن يتسارع أيضًا فقد سجل تسارع طفيف في دوران الأرض حول محورها في عام 2020.

إن دوران الأرض يخضع لتأثيرات يصعب التنبؤ بها بل وهناك تغييرات أخرى قصيرة المدى وغير متوقعة تنتج من مجموعة متنوعة من الأحداث، تتراوح هذه التغييرات من تغييرات طفيفة في توزيع الكتلة في النواة الخارجية المنصهرة للأرض، إلى حركة كتل كبيرة من الجليد بالقرب من القطبين ، إلى تغيرات الكثافة والزخم الزاوي في الغلاف الجوي للأرض.

على سبيل المثال زلزال فوكوشيما المدمر الذي ضرب شمال شرق اليابان في عام 2011 وبلغت قوته 9.0 درجة ، وهو أكبر زلزال تم تسجيله في اليابان على الإطلاق وكان رابع أكبر زلزال في العالم منذ عام 1900، كان من ضمن ما تسبب به هو إزاحة أجزاء من قشرة الأرض مما أدى إلى تسريع دوران الأرض حول محورها ، مما أدى إلى تقصير اليوم بمقدار 1.6 مليون من الثانية.

إن ظاهرتي المد والجزر في المحيطات تؤثران على دوران الأرض فعندما يدور كوكبنا حول محورها ، فإنه يمر عبر انتفاخات مائية كبيرة ( يرتفع معظمها عن طريق تفاعل الجاذبية بين الأرض والقمر) ، مما يؤدي إلى إبطاء ذلك الدوران مثل فرامل عجلات المركبات.

هذا التأثير صغير ، بل صغير جدًا. وفقًا للحسابات المستندة إلى توقيت الأحداث الفلكية القديمة (الكسوفات والخسوفات)، فقد يتباطأ دوران الأرض حول محورها بنحو 0.0015 إلى 0.002 ثانية يوميًا في كل قرن.

بمعنى آخر ، أصبحت الأيام أطول بنحو 0.002 ثانية في اليوم، لكن المعدل الذي تحدث به هذه الزيادة ينمو أيضًا ببطء بمرور الوقت، يبلغ هذا المعدل حاليًا حوالي 0.002 ثانية ، ولكن لكل 100 عام.

لذا فإن الأرض تتباطأ ببطء شديد، ما يحدث مع ذلك، هو أن الفرق اليومي البالغ 0.002 ثانية بين التعريف الأصلي لليوم (86,400 ثانية) يتراكم تدريجيا.

فبعد يوم واحد تكون 0.002 ثانية، وبعد يومين تكون 0.004 ثانية، وبعد ثلاثة أيام يكون 0.006 ثانية وهكذا، وفي غضون عام ونصف تقريبًا ، يرتفع الفارق إلى حوالي ثانية واحدة، هذا الاختلاف هو الذي أدى إلى إضافة ثانية كبيسة.

الساعات الذرية (التي تبلغ دقتها حوالي جزء من المليار من الثانية في اليوم) تتابع كل هذا بدقة عالية للغاية.

بالطبع، التباطؤ ليس ثابتًا أيضًا، وفقًا لبيانات المرصد البحري الأمريكي ، من عام 1973 إلى عام 2008 ، تراوح التباين في دوران الأرض حول محورها من 4 مللي ثانية إلى ناقص 1 مللي ثانية، لذلك بمرور الوقت ، قد يتطلب ذلك ثانية كبيسة سالبه (حذف ثانية) ، مما يدل على زيادة سرعة دوران الأرض، ولكن منذ أن بدأ مفهوم الثواني الكبيسة في عام 1973 ، لم يحدث هذا أبدًا.

لا يعتقد الجميع أن الثانية الكبيسة فكرة جيدة فالاتحاد الدولي للاتصالات ، وهو هيئة تابعة للأمم المتحدة يحكم بعض القضايا العالمية المتعلقة بالوقت، يفكر بشأن الغاء الثواني الكبيسة، ولكن في نوفمبر 2015 – أعلن الاتحاد الدولي للاتصالات أنه قرر عدم التخلي عن الثانية الكبيسة على الأقل ليس في الوقت الحالي.

إن فكرة الاتحاد الدولي للاتصالات مبنية على أن الاتصالات تعتمد على التوقيت الدقيق ، وإضافة ثانية كبيسة تجبر الشركات على إيقاف تشغيل العديد من الأنظمة لمدة ثانية كل عام أو عامين، ويمكن أن يكون تشغيل وإيقاف تشغيل جميع هذه الأنظمة في صناعة عالمية متزامنة مشكلة كبيرة.

إضافة ان نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لا يستخدم نظام الثانية الكبيسة ، مما يسبب مزيدًا من الارباك. يشعر الكثير أن الإضافة الدورية لثانية كبيسة للحفاظ على القياسين في الخطوة مرهقة ومهدرة للوقت.

على الرغم من أن التخلي عن فكرة الثانية الكبيسة سيكون ملائمًا للاتصالات السلكية واللاسلكية وغيرها من الصناعات ، إلا أنه على المدى الطويل (الطويل جدًا) ، قد يتسبب في عدم تزامن الساعات مع الشمس ، مما يؤدي في النهاية إلى ان الساعة 12 ظهرًا تحدث في منتصف الليل على سبيل المثال.

بالمعدل الحالي للتغير في معدل دوران الأرض حول محورها ، سيستغرق الأمر حوالي 5000 عام لتراكم فرق مدته ساعة واحدة فقط بين معدل دوران الأرض الفعلي والساعة الذرية.

قد نتسأل كيف يمكن قياس مثل هذه التغييرات الصغيرة في دوران الأرض حول محورها؟ تاريخيًا ، استخدم علماء الفلك تلسكوبًا لمشاهدة نجم يمر عبر العدسة ، متجاوزًا خطًا وهميًا يسمى خط طول غرينتش.

ثم قاموا بتحديد الوقت الذي تستغرقه الأرض لعودة هذا النجم لعبور خط طول غربنتش مرة أخرى، هذا دقيق للغاية للأغراض اليومية، اما بالنسبة للعلم ، فهو ليس جيدًا بما يكفي حيث تحد الأطوال الموجية والغلاف الجوي من دقته.

هناك طريقة أكثر دقة تتمثل في استخدام تلسكوبين أو أكثر من التلسكوبات الراديوية يفصل بينهما مسافة بآلاف الكيلومترات في تقنية تسمى قياس التداخل طويل المدى جدًا، ومن خلال دمج البيانات بعناية من تلك التلسكوبات ذلك سيوفر دقة أكبر بكثير (الكشف عن تفاصيل دقيقة) وقياس الموقع، وهذا يسمح لهم بتحديد معدل دوران الكوكب بدقة تقل عن جزء من الألف من الثانية. ومع ذلك ، فهم لا يرصدون النجوم ، ولكنهم يرصدون أجسامًا بعيدة جدًا تسمى الكوازارات.