Регулиране след „дълъг“ уикенд в Кралската обсерватория – прецизни часовници и високосна секунда

06 юли 2012 г



Малко вероятно е някой да дойде на работа да се чувства по-освеж от обикновено след добавянето на допълнителна секунда в събота, 30 юни. Въпреки че това събитие не повлия на нашите биологични часовници, то имаше ефект върху Националния морски музей колекция . В Кралската обсерватория два часовника, по-специално, се нуждаеха от настройка: Овчарски часовник ( ZAA0533 ) и Атомен часовник на Hewlett Packard ( ZBA2599 ). Часовникът Shepherd Gate е инсталиран в Обсерваторията през 1852 г. под ръководството на седмия кралски астроном, Джордж Бидел Ейри , и е кръстен на своя създател Чарлз Шепърд. Инсталирането на часовника бележи началото на ролята на Кралската обсерватория като доставчик на точно време за нацията. Днес може да се разчита, че показва средното време по Гринуич (GMT) с точност до половин секунда. Вторият часовник първоначално е бил използван в Национална физична лаборатория през 90-те години на миналия век за приноса му към международната времева скала, известна като координирано универсално време (UTC). Защо имаме нужда от високосна секунда? Вярвате или не, Земята не е толкова надежден часовник като нашия атомен часовник, а високосната секунда е фина настройка, която поддържа UTC синхронизирано с движението на Земята. Скоростта на въртене на нашата планета е променлива по редица причини. Най-общо казано, въртенето на Земята се забавя, тъй като Луната постепенно се отдалечава от нас: няма нужда от тревога, тъй като тя се отдалечава само с приблизително същата скорост, на която растат нашите нокти, но докато прави това, гравитационното й влияние намалява . Това и други непредвидими влияния, като сеизмична активност, се наблюдават от Международната служба за въртене на Земята и референтни системи (IERS), която решава дали е необходима високосна секунда или не. Високосната секунда ни накара да настроим двата вече споменати часовника и да направим основно еквивалентно изчисление, когато сравняваме скоростите на прецизните часовници с махало с радиоуправляван часовник. Но за тези, които отговарят за управлението на компютърни мрежи, които обработват големи обеми цифров трафик, високосната секунда представлява труден проблем. Мрежите зависят от точното отчитане на времето: всяко прехвърляне на данни е отпечатано и всички данни, регистрирани по време на високосната секунда, ще бъдат извън логиката на компютъра. Това потенциално може да доведе до отказ на системата. Всъщност има съобщения, които показват, че някои системи са спрели да работят след високосната секунда от миналата събота и в резултат на това някои популярни уебсайтове са били недостъпни. Сред различните начини за преодоляване на този проблем има един, който има интересен паралел с оперативните принципи, използвани от Airy в средата на 1800-те. Google, подготвяйки се за високосната секунда от 2005 г., избра да го добави, предварително и за определен период в цялата си система, на малки стъпки, които не нарушиха комуникацията с други системи, към които бяха свързани. Те нарекоха метода си „намазка на скок“. Същият принцип беше приложен към системата, която задвижваше часовника на портата в Кралската обсерватория. Повечето хора не осъзнават, че това е подчинен часовник, а не часовник сам по себе си: първоначално е бил един от няколкото подчинени циферблати на сайта, всички от които следват инструкциите на Главният часовник на Shepherd ( ZAA0531 ). Красотата на главния часовник на Шепърд не беше в това, че беше изключителен хронометрист, а в това, че можеше да се коригира електрически с помощта на електромагнитни регулатори, работещи върху махалото. Малки и прецизни корекции на ръцете могат да бъдат направени, като се накара махалото да се движи по-бързо или по-бавно за определен период от време; и тъй като главният часовник непрекъснато изпращаше импулси към всички подчинени часовници, подчинените бяха автоматично коригирани. Днес часовникът на портата се задвижва от радиоуправляван кварцов часовник и стрелките се коригират ръчно. Разбира се, високосната секунда беше нечувана по времето на Ейри; първата високосна секунда е въведена през 1972 г. и оттогава общо 35 са вмъкнати в UTC. IERS дава шестмесечно предизвестие за предстоящите високосни секунди в своя Бюлетин C, така че ще имаме поне още една година, преди да можем да очакваме „дълъг“ уикенд като този от 30 юни – 1 юли 2012 г.