天文学家很困惑:他们无法理解为什么地球上的白天正在缩短

超自然现象探索官 2023-12-15 09:21:07

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当科学家们说数十亿年前的地球完全不同时,他们主要指的是无氧的大气层、炎热的气候以及无法辨认的海洋和大陆轮廓。十五亿年前,一天缩短了六个小时。一般来说,每一世纪白天都会延长 2.3 毫秒。这种情况发生在月球远离地球的那些时刻。

原子日

为了准确计算地球日,使用 UTC 协调通用时标。它是由安装在地球不同地区的原子钟的读数决定的。自从20世纪70年代度量衡大会决定一秒等于铯133原子在两个超精细基态能级之间跃迁时发出的9,192,631,770个辐射周期以来,原子时间就被计算在内。因此,地球上的一天有 86,400 秒。

不过,这种情况很少发生:我们的星球绕轴旋转的时间每天都在变化。当这一事实变得不可否认时,有必要从天文时间切换到原子时间。原子钟可以以十分之几毫秒的精度记录行星自转的所有不规则现象。

随着这种精确测量仪器的出现,直到去年夏天,我们才有可能确定地球绕地轴的自转正在加速。2022年6月,记录了过去50年来最短的一天。然而,在对振荡进行平均后,加速度变为减速度。科学家无法说出具体原因。

振荡和均衡

地球的自转主要受月球-太阳潮汐的影响。伊曼努尔·康德还写道,月球和太阳的共同吸引力使地球上含有的大量液体物质运动起来,这给地球带来了一定程度的振动。特别值得注意的是与月球轨道进动(旋转体旋转轴方向的变化)相关的周期,等于 18.6 年。在潮汐的影响下,地球在赤道处受到压缩,时强时弱。因此,它要么减慢要么加速。潮汐波动的周期从五天到一个月以上不等。它们的最小值和最大值通常涉及天气的突然变化。

在过去的两万年里,一个过程不断获得动力,加速了自转。当冰河时代结束时,极地的冰盖开始融化,从而减少了地壳的压力。地壳均衡已经开始,也就是说,地球内部的物质从低纬度地区移动到两极。因此,斯堪的纳维亚半岛正以每年几毫米的速度不断上升。与此同时,由于转动惯量减小,地球本身加速自转。这使得一天每百年缩短 0.6 毫秒。

地球自转速度也会受到较小因素的影响,例如季节性降雨和降雪、洋流、地下水运动等。2022 年 6 月 29 日,这一天确实比 24 小时短了 1.59 毫秒。然而,从长期来看,从2020年左右开始,白昼时间出现了变长的趋势。这可能是由于气候因素或全球变暖导致冰盖融化速度加快。也许汤加火山的喷发产生了影响,因为大量水团释放到大气中。

闰秒

因此,科学家们决定用钱德勒秋千(来源不明的地球自转轴的小偏差)来解释白昼的整体变长。尽管它们的周期是已知的:地理极点漂移约430天,幅度约9米。最近这个幅度有所下降。这些轴偏差和旋转速度可能是相互关联的。

还有一个版本说地球上或地球内部没有发生任何特别的事情。只是长期的潮汐循环叠加在周期性的地球过程上。数学解释是,不同周期的周期性运动加起来会产生奇怪的曲线。

目前,UTC 刻度中会定期插入校正或闰秒。这使时间与行星的自转同步。自1972年以来,已经增加了27秒,但如果日继续增加,那么将来就需要负闰秒。此时存在一些危险,类似于 2000 年前夕讨论的危险。不理解时间反转的程序代码可能会冻结,从而造成麻烦。特别是当软件服务于关键基础设施时。

另一方面,关于采用闰秒和取消闰秒以及提出一种新的计时方式的话题长期以来一直存在讨论。但现在,我们只能享受一天中额外的几毫秒。

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