Reguleerimine pärast 'pikka' nädalavahetust Kuninglikus Observatooriumis – Täppiskellad ja hüpesekund

06. juuli 2012

On ebatõenäoline, et keegi tuli pärast lisasekundi lisamist laupäevale, 30. juunile tavapärasest värskemana. Kuigi see sündmus meie kehakellasid ei mõjutanud, avaldas see mõju riikliku meremuuseumi jaoks kogumine . Kuninglikus observatooriumis vajasid reguleerimist eelkõige kaks kella: Karjase värava kell ( ZAA0533 ) ja Hewlett Packardi aatomikell ( ZBA2599 ). Shepherdi väravakell paigaldati tähetorni 1852. aastal seitsmenda kuningliku astronoomi juhtimisel. George Biddell Airy ja on oma nime saanud selle tegija Charles Shepherdi järgi. Kella paigaldamine tähistab kuningliku observatooriumi rolli algust rahvale täpse aja andjana. Tänapäeval võib sellele loota, et see näitab Greenwichi keskmist aega (GMT) poole sekundi täpsusega. Teist kella kasutati algselt Riiklik füüsikalabor 1990. aastatel panuse eest rahvusvahelisse ajaskaalasse, mida tuntakse kui koordineeritud universaalaega (UTC). Miks me vajame hüpesekundit? Uskuge või mitte, Maa ei ole nii usaldusväärne ajamõõtja kui meie aatomkell ja hüpesekund on peenhäälestus, mis hoiab UTC sünkroonis Maa liikumisega. Meie planeedi pöörlemiskiirus on mitmel põhjusel muutuv. Üldiselt võib öelda, et Maa pöörlemine aeglustub, sest Kuu liigub meist järk-järgult eemale: pole vaja häiret tekitada, kuna see eemaldub vaid umbes sama kiirusega, kui meie küüned kasvavad, kuid seda tehes väheneb selle gravitatsiooniline mõju. . Seda ja teisi ettearvamatuid mõjutusi, nagu seismiline aktiivsus, jälgib Rahvusvaheline Maa pöörlemis- ja võrdlussüsteemide teenistus (IERS), kes otsustab, kas hüpesekund on vajalik või mitte. Hüppesekund on pannud meid reguleerima kahte juba mainitud kella ja tegema põhilise samaväärse arvutuse, kui võrrelda täppispendelkellade kiirust raadio teel juhitava kellaga. Kuid neile, kes vastutavad suurt digitaalliiklust haldavate arvutivõrkude haldamise eest, on hüppesekund keeruline probleem. Võrgud sõltuvad täpsest ajaarvestusest: iga andmeedastus on ajatembeldatud ja kõik hüpesekundi jooksul logitud andmed jäävad arvuti loogikast välja. See võib põhjustada süsteemi tõrke. Tõepoolest, on teateid, mis näitavad, et mõned süsteemid lakkasid töötamast pärast eelmise laupäeva hüppelist sekundit ja selle tulemusena ei olnud mõned populaarsed veebisaidid juurdepääsetavad. Erinevate viiside hulgast selle probleemi lahendamiseks on üks, millel on huvitav paralleel Airy poolt 1800. aastate keskel kasutatud tööpõhimõtetega. 2005. aasta hüppesekundiks valmistudes otsustas Google selle lisada eelnevalt ja teatud perioodi jooksul kogu oma süsteemis väikeste sammudena, mis ei häiriks sidet ühegi teise süsteemiga, millega nad olid ühendatud. Nad nimetasid oma meetodit hüppeliseks mustandiks. Sama põhimõtet rakendati ka Kuningliku Observatooriumi väravakella ajanud süsteemi puhul. Enamik inimesi ei mõista, et see on orjakell, mitte omaette ajamõõtja: algselt oli see üks mitmest saidil olevast orjavalimisest, mis kõik järgisid Karjase meisterkell ( ZAA0531 ). Shepherdi meisterkella ilu ei seisnenud selles, et see oli erakordne ajamõõtja, vaid see, et seda sai elektriliselt korrigeerida pendlil töötavate elektromagnetiliste reguleerijate abil. Käte väikseid ja täpseid seadistusi saab teha, pannes pendli kindla aja jooksul kiiremini või aeglasemalt liikuma; ja kuna ülemkell saatis pidevalt impulsse kõigile alamkelladele, korrigeeriti alamkellasid automaatselt. Tänapäeval juhib väravakella raadio teel juhitav Kvartskell ja osutid korrigeeritakse käsitsi. Muidugi oli hüppesekund Airy ajal ennekuulmatu; esimene hüpesekund rakendati 1972. aastal ja sellest ajast alates on UTC-sse sisestatud kokku 35. IERS teatab oma bülletäänis C eelseisvatest hüpesekunditest kuus kuud ette, nii et meil on veel vähemalt aasta aega, enne kui saame oodata sellist pikka nädalavahetust nagu 30. juunist 1. juulini 2012.