Простой ответ — для того-же, для чего нужно 29 февраля — чтобы Новый Год со временем не сместился на лето.
Но откуда они возникают? Ответ под катом.
Чтобы понять это, необходимо вспомнить, что измерение времени должно удовлетворять двум противоречивым требованиям:
1. Быть равномерным, то есть сутки зимой должны быть равны суткам летом, а секунда днем должна быть равна секунде ночью.
2. Время должно соответствовать природным циклам — зимой должно быть холодно, а летом тепло, днем светло, а ночью темно.
Возьмем для примера год и сутки. Как известно, год не содержит целого числа суток, поэтому, если постулировать, что год содержит 365 суток, то примерно за четыре года набежит ошибка в одни сутки. Если эту ошибку не учитывать, то Новый Год придется праздновать не зимой, а в другое время года. Для исключения этого явления, каждые четыре года вводят дополнительный день. Это так называемый Юлианский календарь. Он тоже не совсем точный, поэтому сейчас в большинстве стран используется Григорианский календарь, при котором также вводится один лишний день каждые четыре года за исключением тех лет, которые делятся нацело на сто и первые две цифры не делятся нацело на четыре. Не все перешли на Григорианский календарь, поэтому, например, в России существует такое диковинное событие как Старый Новый Год.
С сутками все достаточно просто, но откуда возникают високосные секунды?
Попробуем разобраться. Логично привязать сутки к смене дня и ночи и определять начало и конец суток по положению Солнца. Проблема в том, что Солнце движется по эклиптике неравномерно из-за эллиптичности земной орбиты. Поэтому вводят так называемое «среднее Солнце», которое двигается равномерно по небесному экватору. Чтобы рассчитать это среднее Солнце, необходимо привязать его к вращению Земли. Как известно, Земля делает один оборот вокруг своей оси примерно за 23 часа 56 минут и 4 секунды. Это так называемые звездные сутки. Пересчитывая звездные сутки в наши обычные солнечные, можно измерять время очень точно, основываясь на стабильном вращении Земли. Разделив сутки на 24 часа, каждый час на 60 минут, а каждую минуту на 60 секунд, получим, что сутки содержат 86400 секунд. Это время называется UT1.
Так считалось примерно до конца 19 века, когда была создана очень точная теория движения Луны — теория Брауна-Хилла. Как и все теории в небесной механике эта теория использует так называемое эфемеридное время — равномерно текущее время, которое называется ET. На самом деле, как нас учит Общая Теория Относительности, не существует абсолютного времени и следует различать время, отнесенное к центру Земли TDT и время, отнесенное к барицентру нашей Солнечной системы TDB, но этой разницей в нашем случае можно пренебречь. Вернемся к теории Брауна-Хилла. Эта теория учитывала очень много различных параметров, таких, например, как несферичность Земли и влияние больших планет, однако ее предсказания немного расходились с наблюдениями. Поскольку устранить это расхождение не удавалось, было предположено, что дело не в теории, а в том, что Земля вращается неравномерно. Проверить это удалось только в середине двадцатого столетия с появлением очень точных атомных часов. Было выяснено, что вращение Земли замедляется, то есть длина суток увеличивается. Тут возникла проблема — сделать секунды разной продолжительности и оставить 86400 секунд в сутках или зафиксировать секунду и вводить дополнительную секунду, когда расхождение между атомными часами (время которых называется TAI) и наблюдениями будет около одной секунды. Выбрали второй вариант. Такое время, когда длина секунды всегда одинакова, но максимально близкое к нашему солнечному времени называется UTC.
Как же связаны между собой эти времена и кто за всем этим следит? Это специальная служба в Париже, сайт которой http://hpiers.obspm.fr/eop-pc. На этом сайте можно найти разницу UT1-UTC и количество високосных секунд (которые вводятся либо 31 декабря либо 30 июня, если разница UT1-UTC превышает половину секунды). Следует отметить два интересных момента. Во-первых, поведение вращения Земли в будущем неизвестно, поэтому разница UT1-UTC непредсказуема и может быть получена только из наблюдений. Во-вторых, при очень незначительных изменениях угловой скорости вращения Земли, високосные секунды могут набегать достаточно быстро, поскольку малое изменение угловой скорости умножается на время, то есть имеет место кумулятивный эффект.
ссылка на оригинал статьи http://megamozg.ru/post/17014/
Добавить комментарий