Hvordan vet vi egentlig hva klokken er?
Et sekund før midnatt 30. juni blir det et ekstra sekund la til til jordens offisielle klokke av International Earth Rotation and Reference Systems Service. Disse 'hoppsekundene', lagt til med noen års mellomrom, er en del av en langvarig innsats for å skape en universell tid på dagen.
'Hva er klokka?' er et enkelt spørsmål, men til tross for hva din iPhone sier, ser svaret alltid ut til å diskuteres – i det minste av forskere.
Fordi jorden roterer i en inkonsekvent hastighet, har forsøk på å koble tid til natt og dag vært frustrerende unnvikende, og påvirket flyruter, skipsnavigasjon, aksjemarkeder og til og med Yelp! anmeldelser. Ettersom teknologien i økende grad styrer hverdagen vår, har en metode for global tidtaking blitt mer avgjørende enn noen gang.
oktober 1840
Jernbanetid introdusert
Teddington, England
I det meste av menneskets eksistens holdt mennesker oversikt over tid basert på solens posisjon i forhold til observatøren. Dette gjør imidlertid planlegging mellom fjerne punkter vanskelig, siden landemerkehendelser som solnedgang skjer til forskjellige tider over hele kloden.
Englands jernbaneselskaper gikk i spissen for å forene lokale tider, og knyttet tiden til solens posisjon på himmelen som observert fra ett spesifikt sted: Royal Observatory i London. I 1947 ble dette betegnet som Greenwich Mean Time (GMT), og var det første forsøket på å komme opp med en universell markør for tid over hele verden.
En 'Universal Dial Plate' fra 1853 som viser de relative tidene til 37 byer. Gleasons billedlige ledsager i tegnerommet
1955
Atomklokke opprettet
Teddington, England
Å knytte tid til jordens rotasjoner fungerte bra nok en stund. Men jorden roterer ikke med en jevn hastighet: Den bremser med 1,4 millisekunder hvert århundre, og tektonisk bevegelse introduserer ytterligere variasjon.
Disse små rotasjonsinkonsekvensene ble problematiske med fremveksten av kommersiell flyging og andre navigasjonsinnovasjoner, da de krevde mye mer presis tidtaking enn tog gjorde.
Så forskere utviklet en teknikk for å måle tid basert på vibrasjonene til atomelementet cesium i stedet. Denne 'atomklokken' ble ferdigstilt i 1955, og den holdt tiden med forbløffende konsistens: I løpet av flere århundrer ville den teoretisk sett bare få eller tape et enkelt sekund.
Selv om Greenwich Observatory er synonymt med tid, bygde Louis Essen (L) den første atomklokken ved National Physical Laboratory i Teddington National Physical Laboratory
1967
Sol forlatt som tidsmarkør
Gaithersburg, MD, USA
National Institute of Standards (som senere la 'og teknologi' til navnet sitt) tok til slutt i bruk cesium som standard tidtakingsenhet for verden. De kalte det Coordinated Universal Time (UTC), og det erstattet GMT som den globale standarden.
Dette var en radikal omdefinering av det som utgjorde tid. Med NISTs avgjørelse ble enheten av et sekund definert i forhold til ikke bevegelsen til himmellegemer, men vibrasjonene til et atomelement.
Cesium er atomklokkens 'ticker'. Men hvordan fungerer det? Cesiumet varmes opp til det fordamper til en stråle av atomer, som vibrerer nøyaktig 9.192.631.770 ganger per sekund, et mål som holder klokken nøyaktig. NIST
1972
Sprangsekunder introdusert
Maryland, USA
Det var bare ett problem med UTC: Det forstyrret navigasjonsteknikkene som ble brukt til sjøs fullstendig. Sjømenn beregnet sin posisjon og retning ved å bruke en formel som kombinerte tradisjonell GMT med den nåværende posisjonen til solen og stjernene. Fordi UTC var fullstendig skilt fra himmelbevegelsen, gjorde det sjønavigasjon mye vanskeligere.
Nepal var det siste landet som 'standardiserte' sin tidssone innenfor den globale strukturen, og gjorde tiden UTC + 5:45 i 1982. Dette kartet viser hvorfor noen land var motvillige: Tildelte tider samsvarer ikke alltid med dagslysmønstre. Steffano Maggiolo
Så et kompromiss ble introdusert: Hver gang UTC drev mer enn ni tidels sekund bort fra GMT – hvert par år eller så – ville ett sekund bli lagt til UTC. Dette gjorde det mulig for navigatører å nyte presisjonen til atomtid mens de opprettholder den planetariske konsistensen til soltid.
1. JULI 2012
Leap Seconds: Disaster in The Making?
Overalt
Reddit taklet problemet med vanlig humor - og ingen liten mengde panikk.
Da et sprangsekund ble lagt til UTC i 2012, krasjet plutselig Yelp!, LinkedIn, Gawker og andre store nettsteder. Qantas Airways sitt bestillingssystem sviktet, og mer enn 400 flyvninger ble forsinket.
Siden jordens rotasjonsinkonsekvens er uregelmessig, må skuddsekunder legges til med ujevne mellomrom - manuelt. Det innebærer å slå av atomuret i ett sekund hvert par år: Hvis en datamaskin må utføre en operasjon i løpet av det sekundet, kan den krasje.
30. JUNI 2015
Avgjøre det en gang for alle?
Geneva, Sveits
Sprangsekundet i 2012, som alle skuddsekunder, virker i utgangspunktet som ingen stor sak. Men det andre blikket kan få hodet til å snurre. YouTube
Med medias søkelys på 2015 skuddsekund , har det vært snakk om skrote dem . Datasystemer blir stadig mer avhengige av atomtid, noe som skaper bekymring for at fremtidige 'sprang-sekund-feil' kan forårsake sikkerhetssårbarheter, flyulykker eller børskrasj.
Den økende bevegelsen mot skuddsekunder ville avskaffe dem og gå tilbake til uendret UTC-tid. Dette ville ikke utgjøre de samme problemene for nautisk navigasjon som det gjorde for 30 år siden siden de fleste seilere nå bruker GPS, ikke nattehimmelen, for å finne veien til sjøs. Det ville imidlertid få den offisielle tiden til å drive lenger og lenger fra solnedgangen.
Men kanskje det er OK, for det finnes ikke noe som heter en perfekt presis, 100 % pålitelig tidtakingsenhet. Våre tilnærminger kan ha blitt bedre, men de er fortsatt bare tilnærmelser.
Ønsker mer?
Videre lesning
Boffins på NASA forklare Sprangsekunder.
The Leap Second: Dens historie og mulige fremtid —Metrologi.
En kort historie om tidtaking —BBC.
ofte stilte spørsmål hjelpsomt levert av National Institute of Standards and Technology.
Historien om atomuret —Vitenskaps Museum.
Tidsreguleringsinstituttet av Ahmet Hamdi Tanpinar.
Denne posten opprinnelig dukket opp på Tidslinje .
Seth Millstein er forfatter for Timeline