当一天不再是24小时

一秒有多长？（央视新闻截图）

图为2020年1-12月地球自转速度变化。自2020年年中，地球的自转开始加速。（罗慧怡译）

一条关于“地球自转加速”的消息登顶微博热搜。

有研究显示，从2020年年中以来，地球的自转速率呈加快趋势，自转速度已达过去50年来最快速度，这意味着，一天已不足24个小时了。地球自转快了多少？为什么突然变快了？全球变暖在其中产生哪些影响？地球自转加快会产生什么样的后果？2021年会过得更快吗？

不足24小时的一天是怎么产生的？

光阴荏苒，时光如白驹过隙，不知不觉中，实“鼠”不易的一年终于过去了，牛气冲天的新年已来到眼前。一年有365天，一天有24小时，人们总觉得时间过得太快，特别是在2020年，其实这并不是你的心理错觉，科学家表示2020年的下半年非常奇怪，地球的自转突然呈现加快的趋势，所以从下半年开始，你度过的每一天真的没有24小时而是有被缩短，这是在计算了原子时与地球自转的差异后，我国科学院跟国际上统一得出的结论。

科学地来讲，现在时间的流逝比过去半个世纪的任何时候都要快。

2021年年初，来自中国科学院国家授时中心、英国国家物理实验室时间频率组等机构的研究人员表示，从2020年的年中以来，地球的自转速率呈加快的趋势，而且自转速度已经达到了过去50年来最快的速度，这意味着，一天已经不足24个小时了。地球自转加速，2021年会过得更快吗？其实，科学地来讲，2021年确实会比以往年份稍短。

作为浩瀚宇宙中的一员，地球无论是公转还是自转，都会受到星际间作用力的影响，在不断的加减速中调整。仅就当下而言，地球的自转在加快，意味着一天在变短。

古代和现代的计时方法

古代人们就制作出了日晷仪这种类似于手表的机器，它可以在同样的一个平面位置上，通过对太阳日照投影的映射，来达到精确计时的效果，当然了，如果碰上阴雨天，这东西就作废了，而且冬短夏长，不同的季节也会对计时产生影响。

古人们通过日出日落，用日晷来判断时间，在当时的科学技术条件下，是非常机智准确的，但误差在所难免，那么进入科学时代后，人们通过怎样的方式来更精准地测量时间呢？这个仪器就是原子钟，如今用于测量时间的高精度原子钟已达到阿秒级，即10的负18次方秒。有多短？总之就是很短了，人体感官察觉不到的那种短。自20世纪60年代以来，高精度原子钟一直以超高精度记录每日时长。研究人员在观测原子钟时发现，在过去50年里，地球自转在不断小幅度地变慢，地球完成一次自转所需的时间很少短于24小时，即86400秒。为了使原子时与太阳时保持一致，自上世纪70年代以来，共增加了27个“闰秒”。这是因为几十年来，地球完成一次自转的时间略长于24小时。

然而在2020年年中，这一长期存在的趋势被逆转了，现在一天的时长经常短于86400秒。在了解地球自转为什么变快之前，先来了解一下1秒的时间有多长，又是如何计算的。日常生活中，手机、手表等显示的时间，叫做“协调世界时”（UTC）。它的秒长来源于原子时，这个原子时由原子钟产生，原子钟是目前为止最均匀的计时系统。我们感受不到的转瞬即逝的1秒，实际上却需要位于海平面上的铯133原子基态的两个超精细能级间，在零磁场中跃迁振荡约91亿个周期。根据原子钟数据显示，2020年至少有28天比以往任何一天的时间过得更快，2020年7月19日则是有记录以来最短的一天，这一天的时长比24小时缩短了1.4602毫秒，相当于缩短了1秒的千分之一多一点儿。

地球自转为何突然变快了？

自转速度一直以来都呈减慢趋势的地球，为什么在2020年突然出现了加快呢？目前还没有得出一个准确的结论，但科学家认为可能跟地球变暖导致的地球表面形态发生的变化有关，因全球变暖导致冰川、冰盖融化流入海洋，加速从两极转移到中间，导致地球的潮汐、重力、质量分布出现了变化，地球质量就进行了重新分配，物质较以往更靠近中心，那么地球自转就会变快。就像花样滑冰运动员或芭蕾舞者做转体动作，身体越聚拢转速能越快一样，当物质向更中心聚集时，地球的自转也会变快。

中国科学院国家授时中心刘次沅表示：“地球自转自古以来就是我们衡量时间的一个最基本的单位，因为地球这个质量非常之大，所以呢，它运转起来非常稳，但是从上个世纪开始我们就发现，地球自转一圈的时间不是特别准，它没有我们制造的原子钟那么准。过去几百年的观测发现，地球自转是在长期变慢的基础上，一会儿快，一会儿慢。”

全球变暖是使地球转速加快的一个因素，但全球变暖只是其中有可能的一个原因，更多的原因，还有科技工业发展对地球造成的影响，地球上的自然界要进行一个自我平衡，如果这个平衡被打破，则可能引起一系列的变化和改变。

时间变快1秒之后怎么办？

卫星和通信设备依赖于与太阳时相一致的真实时间，而太阳时由星星、月亮和太阳的位置所决定。为了保持这种协调关系，总部设在巴黎的国际地球自转学会的计时人员此前曾给某一天增加所谓的“闰秒”。自上世纪70年代以来，这种情况已经发生了27次，最后一次发生在2016年的除夕夜。不过由于地球自转速度一直在减慢而非加速，所以此前从未出现过需要增加负闰秒的情况。

在2020年之前，最短的一天出现在2005年。但在过去的12个月里，这一纪录被打破了28次。前面提到，人们日常使用的是“协调世界时”，地球自转快了，和日常使用的时间就不同步了，这怎么办呢？

由于现在地球自转的加快，有科学家提出负闰秒的想法，就是将某分钟缩短至59秒。但专家指出，当世界时和原子时之间相差超过0.9秒的时候，才有调整的可能，而目前地球自转加快的速度离0.9秒差得还比较远。

英国国家物理实验室时间和频率组的高级研究员彼得·惠伯利向《每日电讯报》表示：“现在地球的自转速度比过去50年的任何时候都要快，这肯定是正确的。”他说：“如果地球自转速度进一步加快，很可能需要加上一个负闰秒，但现在还为时尚早，说不准这种情况是否会发生。”他指出：“关于闰秒的未来，国际上也在进行讨论。对负闰秒的需求也可能促使人们决定永久性地废止闰秒。”

2021年1月7日，国际地球自转服务组织（IERS）发布第61期C公报，称在2021年6月底不会产生“闰秒”。未来究竟会不会发生负闰秒呢？目前尚未可知。

减少的1秒钟可能产生的影响

尽管1秒的极细微差别，在我们的日常生活中很难察觉，但对科学家们来说，这减去或者加上的1秒钟，可是至关重要。这样的极细微差别，却会在通讯、电力、导航等领域产生重要影响。

中国科学院国家授时中心窦忠表示：“现在是全球化、信息化、数字化的时代，时间基准调一秒的影响是很大的，特别是对高精度授时有需求的行业，比如金融、通信、电力系统等影响是很大的，所以全世界要统一，大家一起来调。我们作为国家授时中心，也承担着我们国家的标准时间的产生、保持和发播，也就是授时的任务。我们在授时系统里已经考虑到了闰秒的调整，可以保证我们的用户都能及时地接收信号和信息，都可以自动地进行闰秒的调整。”

此外，还有网友提出疑问，地球自转变快了，引力是不是就小了？那越转越快，地球上的物体会飞起来吗？专家表示，地球自转并不会影响万有引力的系数，但如果地球转得快得不得了的话，那地球上的人是会飞起来的，但是这离我们太远了，恐怕还没有飞起来，地球就解体了。

“但是，地球表面形态的变化终究只是暂时的。从长远来看，地球转速越来越慢的大趋势不会改变。”窦忠表示，因为日月潮汐引力的作用，相当于一直为地球自转轻点着“刹车”。而如果变慢达到了一个临界点，全世界的时间工作者就要启动“闰秒”这个“撒手锏”。

■延伸阅读

恐龙时代地球上每天只有23小时

通过研究，科学家发现，在恐龙时代，地球上一天的时间大约是23.5个小时，平均每隔100年，地球上的时间就会慢0.02秒，于是，演化到今天，地球上一天的时间大约是24个小时。

我们说的一天，其实是指地球自转一圈，一年是指地球绕太阳公转一圈。之所以恐龙时期地球一天只有23.5小时，是因为当时的地球自转速度较快，23.5小时就可以自转一圈。

那么，是什么在影响着地球的自转速度呢？其实是月球的引力。

因为月亮的引力产生的潮汐一直在“拖拽”着地球，相当于地球在自转过程中遇到了摩擦力，地球自转的能量便在不停消耗，这就使其自转速度不断变慢，从而导致了一天的时间长度增加到今天的24小时。

看来时间规律也不是亘古不变的，说明一天的时间并不一定是准确的24小时。

什么是“闰秒”？

“闰秒”就是在世界标准时间的基础上增加或减少一秒，它是天文时和原子时相协调的产物。

随着量子理论的发展，科学家引入了原子时作为时间计量标准。相对于以地球自转为基础的天文时来说，原子时是均匀的计量系统，原子时用来衡量时间，本质是寻找一个稳定的周期现象。

但是涉及人类日常生活的周期性变化，则取决于依地球自转速度而变化的天文时。

为兼顾人类对天文时和原子时的需要，科学家们规定了协调世界时（UTC），也就是我们现在所使用的世界标准时间。它不与任何地区位置相关，也不代表此刻某地的时间。

而这增加或删除一秒的说法就由此而来。

以原子时为标准，一天就是86400秒。由于地球自转的速度不断变化，从1820年至2015年，天文时的一天如果用原子时来衡量，平均有86400.002秒。这千分之二秒的误差看似微不足道，但日积月累差异会越来越大。为了让二者的时间尽量保持一致，科学家在1972年，引入了闰秒系统。

“闰秒”一般被安插在23时59分59秒，以我们所用的时间标准来说，下一秒应为0时0分0秒，但加入“闰秒”之后，时钟则显示为23时59分60秒，之后再进入0时0分0秒。

而“闰秒”的安插日期一般为6月30日或12月31日，抑或是3月31日或9月30日，这个并没有固定的规律，具体日期由国际地球自转服务局（IERS）通过监测地球的自转速度，统一规定和发布。一般是提前6个月通知各国何时需要增加或减少“闰秒”。

从20世纪70年代以来，全球已经进行了27次“闰秒”调整，而这27次都是在等待赶不上趟的地球自转，也就是说我们的时间一共增加了27秒。

10~11版资料来源：新华网、中新网、人民网、央视新闻、新华视点、环球网等

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