2020卡塔尔世界杯:2021是地球转得最快的一年,这让科学家们很头大

  文章来源 | 科研圈(id:keyanquan)

  作者 Kate Golembiewski

  翻译 阿金

  编辑 魏潇

  是不是老感觉一天时间不够用?事实证明,你可能是对的。与半个世纪前相比,地球自转的速度变快了,这导致我们现在的日子要比以前短了那么一点点。尽管差异微乎其微,但却让物理学家、计算机程式员、甚至股票经纪人头疼不已。

  地球为何自转

  我们的太阳系形成于约 45 亿年前。当时,一片致密的星际尘埃和气体云原地坍缩,开始自转。由于角动量的作用,我们的地球如今在自转中仍保留有最初这一运动开始的痕迹——“自转物体倾向于继续自转,直到外力迫使它停下来。”英国国家物理实验室(National Physical Laboratory, UK)的彼得·惠博利(Peter Whibberley)如此解释道。

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  角动量让地球持续自转了数十亿年,我们如今才能经历日与夜。但是,地球自转速度并不总是保持不变的。

  几千万年前,地球绕行太阳一周的同时,能够完成 420 圈自转。通过检验珊瑚化石的生长线,我们能找到证据,证明过往的地球上每一年都被比现在要多的天数塞满了。随着岁月流逝,尽管白天越来越长(部分原因是月亮牵引地球潮汐,让地球自转速度变慢了一些),但人类观察到,地球自转满一圈的时间稳定维持在 24 小时左右。也就是说,地球绕太阳公转一周,能够完成的自转圈数是 365 圈。

  随着科学家对地球自转的观测和对时间的追踪越来越精准,他们意识到,地球完整自转一圈的时长存在波动。

  追踪时间的新方式

  20 世纪 50 年代,科学家研发出了原子钟,根据铯原子的电子从高能激发态落回至基态来计算时间。这种原子行为永恒不变,产生了原子钟周期。因此,原子钟不像传统时锺那样受温度变化等外部因素的影响。

  尽管如此,多年之后科学家还是发现了问题:无懈可击超稳定的原子钟与这个世界上的其他时锺产生了轻微的偏移。

  “随着时间流逝,原子钟显示的时间和天文学测量的时间逐渐拉开差距,后者根据地球、月球和恒星的位置测量所得。”美国国家标准技术研究所(National Institute of Standards and Technology)的物理学家犹大·莱文(Judah Levine)说。基本上,原子钟记录的一年要比根据地球运动算出的一年快一些。“为了避免两者之间的差距过大,1972 年,科学家决定定期给原子钟增加闰秒。”莱文补充道。

  • 评论列表:
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     发布于 2022-01-06 00:11:01  回复
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       发布于 2022-01-08 16:01:21  回复
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