2012 là một năm nhuận, và nó cũng sẽ có một giây nhuận. Giây nhuận là một giây điều chỉnh cho Giờ quốc tế UTC. Nó là một giây nữa bổ sung vào đồng hồ chính thức của chúng ta, với giây nhuận gần đây nhất là vào ngày 31 tháng 12, 2008. Giây nhuận tiếp theo sẽ được bổ sung vào đồng hồ hôm 30 tháng 6, 2012. Đồng thời, Liên đoàn Viễn thông Quốc tế (ITU), một cơ quan trực thuộc Liên hiệp quốc chuyên giải quyết một số vấn đề liên quan đến thời gian, cũng đang cân nhắc quan điểm gây tranh cãi về giây nhuận. Họ xem việc bãi bỏ giây nhuận là thực tế, nhưng hồi cuối tháng 1/2012 – với đại biểu từ hơn 150 quốc gia nhóm họp ở Geneva – ITU đã quyết định hoãn đề xuất bãi bỏ giây nhuận cho đến cuộc họp của họ trong năm 2015.
Giống như những người cổ đại khăng khăng rằng mọi chuyển động trên bầu trời phải là hoàn hảo, đều đặn và bất biến, nhiều người chúng ta ngày nay cho rằng chuyển động quay của Trái đất – chuyển động quay xung quanh trục của nó – là hoàn toàn đều đặn. Chúng ta biết chính xác rằng mặt trời, mặt trăng, các ngôi sao và hành tinh mọc lặn trên bầu trời của chúng ta là vì Trái đất quay. Cho nên thật dễ hiểu tại sao chúng ta cho rằng chuyển động quay của Trái đất là chính xác và không dao động. Nhưng chuyển động quay của Trái đất không hoàn toàn đều đặn.
Biểu đồ này thể hiện rõ những biến thiên nhỏ trong tốc độ quay tròn của Trái đất
Thay vậy, so với những phương pháp đo thời gian hiện đại như đồng hồ nguyên tử, Trái đất là một chiếc đồng hồ hết sức tệ. Không những chuyển động quay của Trái đất đang chậm đi, mà nó còn chịu những tác động không thể nào dự đoán rõ ràng được.
Nếu bạn sống ở vùng duyên hải, hẳn bạn đã quen thuộc với nguyên nhân chính khiến hành tinh của chúng ta đang quay chậm đi. Nguyên nhân đó là thủy triều đại dương. Khi hành tinh của chúng ta quay tròn, nó cày xới qua những đỉnh triều lớn (chủ yếu dâng lên bởi tương tác hấp dẫn của Trái đất và mặt trăng), làm cho nó quay chậm đi giống hệt như cái phanh làm kìm hãm một bánh xe đang quay. Hiệu ứng này là nhỏ, thật sự rất nhỏ. Theo những tính toán dựa trên khoảng thời gian của những sự kiện thiên văn cổ (nhật nguyệt thực), chuyển động quay của Trái đất đã chậm đi khoảng 0,0015 đến 0,002 giây/ngày/thế kỉ. Điều đó có nghĩa là một ngày trong năm 2012 sẽ dài hơn một ngày trong năm 1912 khoảng chừng 0,002 giây (2 mili giây, hay 2 phần nghìn của một giây).
Thủy triều là nguyên nhân làm cho Trái đất quay chậm lại
Sự chậm đi như thế là không lớn lao gì, và không đủ để bổ sung thêm một giây nhuận mỗi 18 tháng một lần, như người ta đã làm từ năm 1972. Độ dài của ngày hôm nay dài hơn ngày này năm trước một lượng hầu như không thể cảm thấy được. Trong thế kỉ 19, một ngày được định nghĩa là 86.400 giây. Ngày nay nó là 86.400,002 giây, đại khái thế.
Đồng hồ nguyên tử cỡ con chip do Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mĩ giới thiệu hồi năm 2004.
Sự không nhất quán xảy ra khi so sánh chuyển động quay hàng ngày của Trái đất so với các vật thể thiên văn (cái cho thấy hành tinh đang quay chậm đi), với một đồng hồ nguyên tử có độ chính xác cực cao (chính xác đến khoảng một phần tỉ của một giây/ngày).
Trái đất đang chậm đi, nhưng rất từ từ. Mất khoảng 100 năm để cho chuyển động quay của Trái đất bổ sung thêm chỉ 0,002 giây vào thời gian cần thiết cho nó quay trọn một vòng xung quanh trục của nó. Tuy nhiên, cái xảy ra là sự chênh lệch 0,002 giây hàng ngày giữa định nghĩa ban đầu của một ngày là gồm 86.400 giây. Sau một ngày là 0,002 giây. Sau hai ngày là 0,004 giây. Sau ba ngày là 0,006 giây và vân vân. Sau khoảng một năm rưỡi, lượng chênh lệch là khoảng 1 giây. Chính sự chênh lệch này dẫn tới nhu cầu bổ sung thêm một giây nhuận.
Tình huống trên không rõ ràng cho lắm. Con số 0,002 giây/ngày/thế kỉ là một giá trị trung bình và nó có thể, và thật sự, biến thiên. Ví dụ, bạn có thể nhớ lại trận động đất Fukushima hồi năm 2011 do sự dịch chuyển những phần vỏ Trái đất thật sự làm tăng tốc độ quay của Trái đất, làm ngày ngắn đi 1,6 phần triệu của một giây! Trong khi con số đó là không nhiều, nhưng hãy nhớ rằng những biến thiên như vậy còn tích lũy dần. Những biến thiên ngắn hạn và khó dự đoán khác có thể gây ra bởi nhiều sự kiện đa dạng, từ những biến thiên nhỏ trong sự phân bố khối lượng trong lớp nhân ngoài nóng chảy của Trái đất, đến sự chuyển động của những khối băng lớn ở gần hai địa cực, và thậm chí do sự biến thiên mật độ và xung lượng góc trong khí quyển của Trái đất.
Vấn đề là sự biến thiên thật sự từ ngày này sang ngày khác không luôn luôn là cộng 2 mili giây. Theo tư liệu của Đài thiên văn Hải quân Mĩ, từ năm 1973 đến 2008, nó biến thiên từ cộng 4 mili giây đến trừ 1 mili giây. Theo thời gian, nó có thể đòi hỏi phải có một giây nhuận âm, biểu thị sự tăng tốc độ quay của Trái đất, nhưng kể từ khi quan điểm được nêu ra hồi năm 1973, đề xuất này chưa từng được triển khai.
Hoạt động viễn thông dựa trên việc đo thời gian chính xác, và việc bổ sung thêm một giây buộc nhiều hệ thống phải tắt điện trong một giây mỗi một năm hoặc hai năm một lần.
Điều này nghe có vẻ khó hiểu và không quan trọng, nhưng ngành công nghiệp viễn thông không nghĩ vậy. Hoạt động viễn thông dựa trên việc đo thời gian chính xác, và việc bổ sung thêm một giây buộc nhiều hệ thống phải tắt điện trong một giây mỗi một năm hoặc hai năm một lần. Để tất cả những hệ thống như vậy khắp toàn cầu tắt mở đồng bộ có thể là bài toán nhức đầu. Thêm nữa, hệ thống định vị toàn cầu (GPS) không sử dụng hệ thống giây nhuận, làm tình hình thêm phức tạp. Nhiều cơ sở công nghiệp cảm thấy việc đều đặn bổ sung thêm một giây nhuận để giữ cho các phép đo đồng bộ là chuyện nặng nề và lãng phí.
Mặc dù việc bỏ đi giây nhuận sẽ là tiện lợi cho ngành viễn thông và những ngành công nghiệp khác, nhưng tính trên phương diện lâu dài (rất lâu), nó sẽ làm cho các đồng hồ không còn đồng bộ với Mặt trời, cuối cùng làm cho 12 giờ trưa xảy ra lúc nửa đêm, chẳng hạn. Nhưng ở tốc độ biến thiên hiện nay của chuyển động quay của Trái đất, phải 5000 năm sau mới có sự chênh lệch một giờ đồng hồ giữa tốc độ quay thật sự của Trái đất và đồng hồ nguyên tử.
Hiện nay, vấn đề sẽ tiếp tục gây tranh cãi, vì ITU đã trì hoãn quyết định cuối cùng đến năm 2015. Nhưng, như đã nói ở trên, một giây nhuận sẽ được bổ sung vào năm nay hôm 30 tháng 6, 2012.
Lucky_Rua – thuvienvatly.com
Nguồn: EarthSky.org
