Reguliavimas po „ilgojo“ savaitgalio Karališkojoje observatorijoje – tikslūs laikrodžiai ir sekundė

2012 m. liepos 06 d



Vargu ar kas nors atėjo į darbą jausdamasis žvalesnis nei įprastai po papildomos sekundės įterpimo į birželio 30 d., šeštadienį. Nors šis įvykis nepaveikė mūsų kūno laikrodžių, jis turėjo įtakos Nacionaliniam jūrų muziejui kolekcija . Karališkojoje observatorijoje visų pirma reikėjo sureguliuoti du laikrodžius: Ganytojo vartų laikrodis ( ZAA0533 ) ir Hewlett Packard atominis laikrodis ( ZBA2599 ). „Shepherd“ vartų laikrodis buvo įrengtas Observatorijoje 1852 m., vadovaujant septintam karališkajam astronomui, George'as Biddellas Airis ir pavadintas jo kūrėjo Charleso Shepherdo vardu. Laikrodžio instaliacija žymi Karališkosios observatorijos, kaip tikslaus laiko tiekėjos tautai, vaidmens pradžią. Šiandien galima pasikliauti, kad Grinvičo laikas (GMT) rodomas pusės sekundės tikslumu. Antrasis laikrodis iš pradžių buvo naudojamas Nacionalinė fizinė laboratorija 1990-aisiais už indėlį į tarptautinę laiko skalę, žinomą kaip koordinuotasis pasaulinis laikas (UTC). Kodėl mums reikia šuolio sekundės? Tikėkite ar ne, Žemė nėra tokia patikima laiko matuoklė, kaip mūsų atominis laikrodis, o šuolio sekundė yra koregavimas, užtikrinantis UTC sinchronizavimą su Žemės judėjimu. Mūsų planetos sukimosi greitis kinta dėl daugelio priežasčių. Apskritai, Žemės sukimasis lėtėja, nes Mėnulis pamažu tolsta nuo mūsų: nereikia nerimauti, nes jis tolsta tik maždaug tokiu greičiu, kaip auga mūsų nagai, tačiau dėl to sumažėja jo gravitacinė įtaka. . Šią ir kitas nenuspėjamas įtakas, tokias kaip seisminis aktyvumas, stebi Tarptautinė Žemės sukimosi ir atskaitos sistemų tarnyba (IERS), kuri nusprendžia, ar reikia šuolio sekundės, ar ne. Keliamoji sekundė privertė pakoreguoti du jau minėtus laikrodžius ir atlikti pagrindinį lygiavertį skaičiavimą, kai lyginame tikslių švytuoklinių laikrodžių ir radijo bangomis valdomų laikrodžių greitį. Tačiau tiems, kurie yra atsakingi už kompiuterinių tinklų, valdančių didelius skaitmeninio srauto kiekius, valdymą, šuolio sekundė kelia keblią problemą. Tinklai priklauso nuo tikslaus laiko matavimo: kiekvienas duomenų perdavimas yra pažymėtas laiko žyma, o visi duomenys, užregistruoti per sekundę, bus už kompiuterio logikos ribų. Dėl to sistema gali sugesti. Iš tiesų, yra pranešimų, kad kai kurios sistemos nustojo veikti po praėjusio šeštadienio šuolio sekundės ir dėl to kai kurios populiarios svetainės buvo nepasiekiamos. Tarp įvairių būdų, kaip įveikti šią problemą, yra vienas, kuris turi įdomią paralelę su veiklos principais, kuriuos Airy naudojo XX a. viduryje. „Google“, ruošdamasi 2005 m. šuoliamajai sekundei, pasirinko jį pridėti iš anksto ir per tam tikrą laikotarpį visoje savo sistemoje mažomis dalimis, kurios nesutrikdytų ryšio su kitomis sistemomis, prie kurių jie buvo prijungti. Jie pavadino savo metodą „šuoliu tepinėliu“. Tas pats principas buvo taikomas sistemai, kuri varė vartų laikrodį Karališkojoje observatorijoje. Daugelis žmonių nesuvokia, kad tai yra vergas laikrodis, o ne pats laikrodis: iš pradžių tai buvo vienas iš kelių svetainėje esančių vergų numerių, kurie visi atitiko Ganytojo laikrodis ( ZAA0531 ). Pagrindinio Shepherd laikrodžio grožis buvo ne tai, kad jis buvo išskirtinis laikrodis, bet tai, kad jį buvo galima pataisyti elektra naudojant elektromagnetinius reguliatorius, veikiančius ant švytuoklės. Nedideli ir tikslūs rankų koregavimai gali būti atliekami priverčiant švytuoklę judėti greičiau arba lėčiau per nustatytą laiką; ir kadangi pagrindinis laikrodis nuolat siųsdavo impulsus visiems pagalbiniams laikrodžiams, pagalbiniai laikrodžiai buvo automatiškai pataisyti. Šiandien vartų laikrodis yra valdomas radijo bangomis valdomu kvarciniu laikrodžiu, o rodyklės koreguojamos rankiniu būdu. Žinoma, šoktelė sekundė buvo negirdėta Airio laikais; pirmoji sekundė buvo įdiegta 1972 m. ir nuo to laiko iš viso į UTC buvo įtraukti 35. IERS savo biuletenyje C praneša apie būsimas keliamas sekundes prieš šešis mėnesius, todėl turėsime dar bent metus, kol galėsime laukti „ilgojo“ savaitgalio, pavyzdžiui, 2012 m. birželio 30 d. – liepos 1 d.