پایان ثانیه‌های کبیسه و آینده استاندارد جهانی زمان

چرا جهان به «ثانیه کبیسه» نیاز داشت؟ زمانی که انسان‌ها ساعت‌های خود را با حرکت ظاهری خورشید تنظیم می‌کردند، ظهر تقریباً زمانی بود که خورشید به بیشترین ارتفاع خود در آسمان می‌رسید. این شیوه برای زندگی روزمره مناسب بود، اما یک مشکل اساسی داشت: چرخش زمین کاملاً یکنواخت نیست. سرعت چرخش زمین بر اثر کشندهای اقیانوسی، جابه‌جایی جرم درون زمین، حرکت‌های جوی و حتی ذوب یخ‌های قطبی اندکی تغییر می‌کند. با اختراع ساعت‌های اتمی، دانشمندان به مقیاسی بسیار پایدارتر دست یافتند. از سال ۱۹۶۷، تعریف رسمی ثانیه بر پایه ارتعاش اتم سزیم-۱۳۳ (Caesium-133) قرار گرفت. در این تعریف، یک ثانیه برابر با مدت زمانی است که طی آن اتم سزیم-۱۳۳، ۹٬۱۹۲٬۶۳۱٬۷۷۰ نوسان مشخص انجام می‌دهد. بنابراین، زمان اتمی مانند ساعتی است که سازوکار درونی اتم آن را تنظیم می‌کند و برخلاف چرخش زمین، تقریباً از نوسان‌های طبیعی سیاره تأثیر نمی‌پذیرد. استاندارد رسمی کنونی، یعنی زمان هماهنگ جهانی (Coordinated Universal Time یا UTC)، از ساعت‌های اتمی استفاده می‌کند؛ اما باید با زمان نجومی، یعنی زمان تعیین‌شده بر اساس چرخش واقعی زمین، نیز نزدیک بماند. برای این منظور، از سال ۱۹۷۲ تاکنون ۲۷ ثانیه کبیسه به UTC افزوده شده است. این اصلاح معمولاً در پایان یک روز انجام می‌شد و یک ثانیه اضافه به شمارش ساعت‌ها می‌افزود. ## مشکل ثانیه کبیسه چیست؟ در نگاه نخست، یک ثانیه بسیار ناچیز به نظر می‌رسد. برای ساعت دیواری یا برنامه روزانه انسان، چنین تغییری تقریباً بی‌اهمیت است. اما شبکه‌های ارتباطی، بازارهای مالی، سامانه‌های موقعیت‌یابی، مخابرات، مراکز داده، شبکه‌های برق و سامانه‌های ناوبری به زمان‌بندی دقیق و پیوسته وابسته‌اند. تصور کنید چندین میلیون ساعت دیجیتال، رایانه و دستگاه اندازه‌گیری باید در یک لحظه مشخص به‌جای گذشتن از ساعت ۲۳:۵۹:۵۹، یک ثانیه اضافی را ثبت کنند. برخی سامانه‌ها این وضعیت را به‌درستی مدیریت می‌کنند، اما برخی دیگر ممکن است دچار خطا شوند؛ زیرا بسیاری از برنامه‌ها انتظار دارند زمان به‌صورت یکنواخت و بدون مقدارهای غیرعادی جلو برود. در گذشته، ثانیه‌های کبیسه با اختلال در برخی وبگاه‌ها و سامانه‌های رزرو پرواز همراه شده‌اند و نگرانی‌هایی درباره شبکه‌های تلفن همراه و شبکه‌های برق ایجاد کرده‌اند. مشکل دیگر آن است که چرخش زمین همیشه در حال کند شدن نیست. در سال‌های اخیر، دوره چرخش زمین در برخی بازه‌ها اندکی کوتاه‌تر شده است. اگر این روند ادامه می‌یافت، شاید برای نخستین بار به «ثانیه کبیسه منفی» نیاز می‌بود؛ یعنی یک ثانیه از توالی زمان حذف شود. پیامدهای چنین پرش معکوسی برای سامانه‌های رایانه‌ای و مخابراتی بسیار دشوارتر و پیش‌بینی‌ناپذیرتر است. ## تصمیم جدید درباره زمان جهانی در نشست دفتر بین‌المللی اوزان و مقیاس‌ها (BIPM) در ورسای فرانسه، نمایندگان ۶۹ کشور با کنار گذاشتن سازوکار ثانیه کبیسه موافقت کردند. این تغییر از ۲۰ مه ۲۰۲۷ اجرایی خواهد شد. بر اساس تصمیم جدید، UTC دیگر لازم نیست در بازه‌های کوتاه، خود را با چرخش زمین هماهنگ کند. در عوض، اختلاف میان زمان اتمی و زمان نجومی می‌تواند به‌تدریج افزایش یابد و در آینده، پس از رسیدن به حدود یک ساعت، اصلاح شود. این ایده گاهی «ساعت کبیسه» (Leap Hour) نامیده می‌شود؛ اما نباید آن را با افزودن یک ساعت به برنامه روزانه مردم اشتباه گرفت. منظور این نیست که در سال ۲۰۲۷ ناگهان یک ساعت به همه ساعت‌ها اضافه شود. اختلاف بسیار آهسته شکل می‌گیرد و بنا بر برآوردهای فعلی، صدها یا حتی هزاران سال زمان می‌برد تا به اندازه‌ای برسد که نیازمند اصلاح باشد. در نتیجه، مردم در زندگی روزمره خود تغییر ناگهانی احساس نخواهند کرد. پیامد بلندمدت این تصمیم آن است که زمان رسمی ممکن است سرانجام حدود یک ساعت با موقعیت خورشید در آسمان اختلاف پیدا کند. به بیان ساده، در برخی مناطق، ساعت رسمی می‌تواند برای همیشه به وضعیتی شبیه زندگی در زمان تابستانی منجر شود؛ یعنی زمان روی ساعت، نسبت به طلوع و غروب خورشید، اندکی جابه‌جا باشد. ## آیا زمان نجومی کنار گذاشته می‌شود؟ خیر. دانشمندان همچنان سرعت چرخش زمین را با روش‌های نجومی و رصدی اندازه‌گیری خواهند کرد. این داده‌ها برای اخترشناسی، ناوبری آسمانی، تعیین موقعیت دقیق زمین و بررسی تغییرات درونی و اقلیمی سیاره ضروری‌اند. تفاوت اصلی این است که اطلاعات مربوط به چرخش زمین دیگر مجبور نیستند به‌طور مداوم در قالب پرش‌های کوچک وارد زمان رسمی جهانی شوند. می‌توان این وضعیت را با دو خط‌کش مقایسه کرد: یکی خط‌کشی بسیار دقیق و پایدار است که بر اساس اتم‌ها ساخته شده و دیگری با حرکت طبیعی زمین تغییرات کوچکی دارد. تا امروز تلاش می‌شد این دو خط‌کش هر چند وقت یک‌بار با افزودن یک واحد کوچک کاملاً هم‌راستا شوند. تصمیم جدید می‌گوید بهتر است این هماهنگی در بازه‌های بسیار طولانی و با اصلاحی بزرگ‌تر انجام شود تا سامانه‌های روزمره مجبور نباشند مرتباً پرش‌های کوچک را تحمل کنند. ## آینده تعریف ثانیه و زمان در ماه این تصمیم پایان بحث درباره اندازه‌گیری زمان نیست. ساعت‌های نوری (Optical Clocks) که از گذارهای نوری در اتم‌ها یا یون‌ها استفاده می‌کنند، از ساعت‌های سزیمی کنونی دقیق‌تر شده‌اند. به همین دلیل، دانشمندان در حال بررسی تعریف تازه‌ای برای ثانیه هستند؛ تعریفی که بتواند دقت نسل جدید ساعت‌ها را بهتر بازتاب دهد. همچنین با افزایش فعالیت‌های فضایی، مسئله تعریف زمان در ماه اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. ماه به دلیل میدان گرانشی متفاوت و حرکت مداری خود، با زمین دقیقاً همان نرخ زمانی را تجربه نمی‌کند. در نسبیت، گرانش و سرعت بر گذر زمان اثر می‌گذارند؛ بنابراین ساعت‌های بسیار دقیق در ماه و زمین ممکن است به‌تدریج از یکدیگر فاصله بگیرند. ایجاد یک استاندارد زمانی برای ماه می‌تواند برای ناوبری، ارتباطات و مأموریت‌های آینده ضروری باشد. حذف ثانیه کبیسه در واقع کنار گذاشتن علم چرخش زمین نیست، بلکه جداسازی دو نیاز متفاوت است: نیاز علم به اندازه‌گیری دقیق حرکت سیاره و نیاز فناوری به زمانی پیوسته، قابل پیش‌بینی و بدون پرش. این تغییر نشان می‌دهد که حتی مفهومی آشنا مانند «یک ثانیه» نیز با پیشرفت علم، فناوری و گسترش فعالیت انسان از زمین به دیگر اجرام آسمانی، می‌تواند دوباره تعریف شود.