نعلم جميعًا أنه تتم إضافة يوم إضافي في شهر فبراير مرة كل أربع سنوات، وهو ما يُعرف بالسنة الكبيسة.
ولكن كل بضع سنوات، تتم إضافة “الثانية الكبيسة” أيضًا، وعادةً ما يكون ذلك في نهاية شهر يونيو أو نهاية شهر ديسمبر.
وذلك لأن السرعة التي تدور بها الأرض حول محورها تتقلب قليلاً، مما يعني أن الدورة الكاملة لا تكون دائمًا يومًا واحدًا بالضبط.
والآن، يدعو أحد العلماء في الولايات المتحدة إلى ثانية قفزة “سلبية” – إزالة ثانية – لأول مرة.
يقول البروفيسور دنكان أغنيو، عالم الجيوفيزياء في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو، إن القفزة السلبية الثانية يجب أن تحدث في عام 2029 لحساب دوران الأرض بسرعة كبيرة، لكنه يحذر من أن هذا قد يؤدي إلى مشاكل “غير مسبوقة” للهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر.
للتعويض عن المخالفات في دوران الأرض، تتم إضافة الثواني الكبيسة تقليديًا – ولكن لأول مرة، يمكن حذف ثانية ثانية، ربما في عام 2029.
تمت إضافة الثانية الكبيسة آخر مرة في 31 ديسمبر 2016. إليك لقطة شاشة من موقع time.gov مع إضافة الثانية الكبيسة. يمكنك أن ترى كيف يمكن أن يسبب هذا ارتباكًا لأجهزة الكمبيوتر. يقترح البروفيسور دنكان أغنيو من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو إزالة ثانية في عام 2029 – وبالتالي فإن القراءة النهائية لهذا العام ستكون 23:59:58
يقول البروفيسور أغنيو في ورقته البحثية الجديدة: “إن استقراء اتجاهات النواة والظواهر الأخرى ذات الصلة للتنبؤ باتجاه الأرض في المستقبل يظهر أن التوقيت العالمي المنسق كما هو محدد الآن سيتطلب انقطاعًا سلبيًا بحلول عام 2029”.
“سيشكل هذا مشكلة غير مسبوقة بالنسبة لتوقيت شبكة الكمبيوتر وقد يتطلب إجراء تغييرات في التوقيت العالمي المنسق (UTC) في وقت أبكر مما هو مخطط له.”
يتم تعريف التوقيت العالمي المنسق (UTC) من خلال “ساعات ذرية” متطورة وفائقة الدقة حول العالم، والتي تدق بدقة وبشكل مستمر.
ومع ذلك، فإن هذه الساعات الذرية لا تتوافق تمامًا مع “التوقيت الشمسي” المرصود، والذي يحدد الأيام تاريخيًا على أنها دورة واحدة للأرض.
يتغير الوقت الذي يستغرقه دوران كوكبي واحد بين الحين والآخر بسبب سحب القمر، مما يتسبب في انجراف النظامين الزمنيين بعيدًا عن بعضهما البعض.
منذ عام 1972، تمت إضافة ثانية كبيسة 27 مرة آخرها عام 2016.
ومع ذلك، يقال إن دوران الأرض يتسارع منذ عام 2020، ولا يتباطأ.
لذلك قد يلزم إزالة الثانية الكبيسة في المستقبل، بدلاً من إضافتها، من أجل الحفاظ على تزامن التوقيت الشمسي المرصود مع الساعات.
يتم تعريف التوقيت العالمي المنسق (UTC) من خلال “ساعات ذرية” متطورة وفائقة الدقة حول العالم، والتي تدق بدقة وبشكل مستمر. تم تصوير الخبراء هنا مع الساعة الذرية NIST-F2 في الولايات المتحدة
الثانية الكبيسة “الإيجابية” هي إضافة ثانية عندما يكون دوران الأرض بطيئًا جدًا، في حين أن الثانية الكبيسة “السالبة” هي إزالة ثانية عندما يكون دوران الأرض سريعًا جدًا.
وقال البروفيسور أغنيو: “حتى قبل بضع سنوات، كان المتوقع أن الثواني الكبيسة ستكون دائمًا إيجابية، وتحدث أكثر فأكثر”.
“ولكن إذا نظرت إلى التغيرات في دوران الأرض، وهو سبب الثواني الكبيسة، وقمت بتحليل أسباب هذه التغييرات، يبدو أن النتيجة السلبية مرجحة تمامًا.”
أي شخص نسي تقديم ساعاته أو تأخيرها لمدة ساعة يعرف مدى الإرباك الذي يحدثه عدم المزامنة مع وقت أي شخص آخر.
المشكلة هي أن نفس الارتباك يمكن أن يحدث مع الثواني الكبيسة، خاصة بالنسبة لأنظمة التكنولوجيا الحديثة اليوم.
إذا لم تكن شبكة الكمبيوتر على علم بها، فسوف تصبح غير متزامنة مع كل شيء آخر.
على سبيل المثال، إذا كان جهاز الكمبيوتر الخاص بمتجر عبر الإنترنت وجهاز الكمبيوتر الخاص بالبنك الذي تتعامل معه يحتفظان بأوقات مختلفة، فسيظهر النقر فوق الزر “طلب” لإنشاء إجراءين في أوقات مختلفة، وليس إجراء واحد فقط.
وقال البروفيسور أغنيو: “لا تبدو ثانية واحدة كثيرًا، ولكن في عالم اليوم المترابط، قد يؤدي الخطأ في التوقيت إلى مشاكل كبيرة”.
“تحتوي العديد من الأنظمة الآن على برامج يمكنها قبول ثانية إضافية، ولكن القليل منها، إن وجد، يسمح بإزالة ثانية واحدة، لذلك من المتوقع أن تؤدي الثانية الكبيسة السلبية إلى خلق العديد من الصعوبات.”
هناك عدة عوامل تتسبب في اختلاف معدل دوران الأرض من سنة إلى أخرى، وأحد هذه العوامل هو قلب الأرض السائل – كتلة من الحديد المنصهر داخل الجزء الصلب من الكوكب.
هناك عدة عوامل تتسبب في اختلاف معدل دوران الأرض من سنة إلى أخرى، وأحدها هو قلب الأرض السائل – كتلة من الحديد المنصهر داخل الجزء الصلب من الكوكب (صورة مخزنة)
تتفاعل الحركات البطيئة جدًا لأجزاء مختلفة من النواة لإنتاج المجال المغناطيسي للأرض.
تتسبب هذه الحركات المتغيرة أيضًا في دوران الأرض بشكل أسرع أو أبطأ.
ويدعي البروفيسور أغنيو في دراسته الجديدة أن ذوبان الجليد عند خطوط العرض العليا بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري يشكل عاملاً إضافياً يبطئ دوران الأرض.
عندما يذوب الجليد، ينتشر الماء فوق المحيط بأكمله، مما يزيد من “مقاومة” الأرض للتسارع الزاوي وبالتالي يؤدي إلى إبطاء حركة الكوكب.
لذلك، في حين أن دوران الأرض يتسارع بشكل عام، فإن الاحتباس الحراري يبطئه، مما يؤخر الحاجة إلى ثانية كبيسة سلبية.
وبدون تباطؤ دوران الأرض الناجم عن ذوبان الجليد، ستكون هناك حاجة إلى الثانية الكبيسة السلبية قبل ثلاث سنوات، في عام 2026، حسبما أفاد البروفيسور أغنيو.
يحتوي كل يوم على الأرض على 86400 ثانية، لكن الدوران ليس منتظمًا، مما يعني أنه على مدار العام، يحتوي كل يوم على جزء من الثانية أكثر أو أقل
ويضيف أن هذا التأجيل، رغم أنه يمنح المزيد من الوقت للاستعداد، ليس سوى فائدة تافهة مقارنة بالمشاكل الهائلة الناجمة عن ظاهرة الاحتباس الحراري.
ويقول في دراسته التي نشرت في مجلة الطبيعة: “إن زيادة ذوبان الجليد في جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية، والتي تم قياسها بواسطة جاذبية الأقمار الصناعية، أدت إلى انخفاض السرعة الزاوية للأرض بسرعة أكبر من ذي قبل”.
“لقد أصبح الاحتباس الحراري وضبط التوقيت العالمي مرتبطين ارتباطًا وثيقًا وقد يكونان أكثر ارتباطًا في المستقبل.”
في عام 2022، صوّت العلماء على إلغاء نظام الثانية الكبيسة تمامًا، لكن هذا قد لا يحدث حتى عام 2035 – وعند هذه النقطة ربما تكون هناك حاجة بالفعل إلى ثانية كبيسة سلبية.