Τι είναι ένα Δίσεκτο Δευτερόλεπτο;
Ένα δίσεκτο δευτερόλεπτο είναι μια προσαρμογή ενός δευτερολέπτου που προστίθεται περιστασιακά στη Συντονισμένη Παγκόσμια Ώρα (UTC), το παγκόσμιο πρότυπο ώρας με το οποίο συγχρονίζονται το τηλέφωνό σας, οι διακομιστές και οι δορυφόροι. Όταν προστίθεται ένα, το τελευταίο λεπτό της ημέρας περιέχει 61 δευτερόλεπτα αντί για 60 — το ρολόι μετράει 23:59:60 πριν περάσει στις 00:00:00.
Τα δίσεκτα δευτερόλεπτα ακούγονται ασήμαντα. Δεν είναι. Αυτό το επιπλέον δευτερόλεπτο έχει προκαλέσει κατάρρευση μεγάλων ιστοσελίδων, έχει καθηλώσει πτήσεις και έχει πυροδοτήσει μια δεκαετίες διαμάχη μεταξύ φυσικών, αστρονόμων και μηχανικών λογισμικού. Το 2022, οι παγκόσμιες αρχές χρονομέτρησης ψήφισαν τελικά να το καταργήσουν. Να τι είναι πραγματικά ένα δίσεκτο δευτερόλεπτο, γιατί υπάρχει και γιατί οδεύει προς κατάργηση.
Γιατί Υπάρχουν τα Δίσεκτα Δευτερόλεπτα
Το πρόβλημα έγκειται σε δύο διαφορετικούς τρόπους μέτρησης του χρόνου που δεν συμφωνούν απόλυτα.
Ο ατομικός χρόνος είναι απόλυτα σταθερός. Από το 1967, το δευτερόλεπτο ορίζεται από τις δονήσεις των ατόμων καισίου-133 — 9.192.631.770 από αυτές ανά δευτερόλεπτο. Ένα δίκτυο ατομικών ρολογιών σε όλο τον κόσμο διατηρεί τον Διεθνή Ατομικό Χρόνο (TAI), και είναι εκπληκτικά κανονικός: ούτε επιταχύνεται ούτε επιβραδύνεται.
Η περιστροφή της Γης δεν είναι σταθερή. Η διάρκεια μιας ημέρας, όπως μετράται από την πραγματική περιστροφή του πλανήτη, είναι ελαφρώς ακανόνιστη. Η τριβή από τις παλίρροιες, η κίνηση του υγρού πυρήνα της Γης και οι μετατοπίσεις μάζας, όπως το λιώσιμο των πάγων, επηρεάζουν τον ρυθμό περιστροφής. Μακροπρόθεσμα, ο πλανήτης γενικά επιβραδύνεται, οπότε μια αστρονομική ημέρα αποκλίνει ελαφρώς περισσότερο από 86.400 ατομικά δευτερόλεπτα. Αυτός ο χρόνος που βασίζεται στην περιστροφή ονομάζεται UT1.
Αν αφεθεί μόνη της, η UTC (βασισμένη σε σταθερά ατομικά δευτερόλεπτα) και η UT1 (συνδεδεμένη με τον πραγματικό Ήλιο στον ουρανό) θα αποκλίνουν σταδιακά. Για να παραμείνουν ευθυγραμμισμένες, ο κανόνας είναι απλός: Η UTC δεν πρέπει ποτέ να διαφέρει από την UT1 περισσότερο από 0,9 δευτερόλεπτα. Όποτε το χάσμα πλησιάζει αυτό το όριο, ένα δίσεκτο δευτερόλεπτο εισάγεται στην UTC για να "περιμένει" ο ατομικός χρόνος την πιο αργή περιστροφή της Γης.
Έτσι, ένα δίσεκτο δευτερόλεπτο είναι ουσιαστικά μια χειροκίνητη διόρθωση που κρατά τα ακριβή ατομικά μας ρολόγια σε βήμα με τον ταλαντευόμενο πλανήτη στον οποίο ζούμε.
Μια Σύντομη Ιστορία των Δίσεκτων Δευτερολέπτων
Τα δίσεκτα δευτερόλεπτα εισήχθησαν το 1972, όταν η UTC επαναπροσδιορίστηκε για να βασίζεται στον ατομικό χρόνο, παραμένοντας παράλληλα συνδεδεμένη με την περιστροφή της Γης.
Από τότε, 27 δίσεκτα δευτερόλεπτα έχουν προστεθεί μέχρι το 2016. Κάθε ένα μέχρι στιγμής ήταν θετικό — ένα δευτερόλεπτο που προστέθηκε, ποτέ δεν αφαιρέθηκε — επειδή η περιστροφή της Γης γενικά υστέρησε σε σχέση με τον ατομικό χρόνο κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Το πιο πρόσφατο δίσεκτο δευτερόλεπτο προστέθηκε στις 31 Δεκεμβρίου 2016, στις 23:59:60 UTC.
Υπήρξε ένα αξιοσημείωτο κενό σχεδόν επτά ετών μετά από αυτό, επειδή η περιστροφή της Γης επιταχύνθηκε ελαφρώς τα τελευταία χρόνια — αρκετά ώστε, για πρώτη φορά, οι επιστήμονες άρχισαν να συζητούν σοβαρά την πιθανότητα ενός αρνητικού δίσεκτου δευτερολέπτου (αφαίρεση ενός δευτερολέπτου αντί για προσθήκη), κάτι που δεν έχει συμβεί ποτέ και που πολλοί μηχανικοί φοβούνται ακόμη περισσότερο από το συνηθισμένο είδος.
Ποιος Αποφασίζει Πότε Συμβαίνει;
Τα δίσεκτα δευτερόλεπτα δεν προγραμματίζονται σε σταθερό ημερολόγιο. Ανακοινώνονται από τη Διεθνή Υπηρεσία Περιστροφής της Γης και Συστημάτων Αναφοράς (IERS), με έδρα κοντά στο Παρίσι, η οποία παρακολουθεί συνεχώς την περιστροφή του πλανήτη.
Όταν το χάσμα UT1–UTC πλησιάζει τα 0,9 δευτερόλεπτα, η IERS εκδίδει ένα δελτίο — συνήθως περίπου έξι μήνες νωρίτερα — δηλώνοντας ότι θα προστεθεί ένα δίσεκτο δευτερόλεπτο. Κατά σύμβαση, οι προσθήκες γίνονται στο τέλος είτε της 30ής Ιουνίου είτε της 31ης Δεκεμβρίου (UTC).
Αυτός ο χρόνος προειδοποίησης των έξι μηνών είναι η ουσία του μηχανικού προβλήματος: το πρόγραμμα είναι ακανόνιστο και απρόβλεπτο. Δεν μπορείτε να γράψετε έναν τύπο που να σας λέει πότε θα συμβεί το επόμενο δίσεκτο δευτερόλεπτο, όπως μπορείτε για τα δίσεκτα έτη. Πρέπει να περιμένετε την ανακοίνωση της IERS και στη συνέχεια να βεβαιωθείτε ότι κάθε ρολόι στο σύστημά σας το γνωρίζει.
Γιατί οι Μηχανικοί Μισούν τα Δίσεκτα Δευτερόλεπτα
Για τους περισσότερους ανθρώπους, ένα επιπλέον δευτερόλεπτο είναι απαρατήρητο. Για υπολογιστές που περιμένουν κάθε λεπτό να έχει ακριβώς 60 δευτερόλεπτα, ένα λεπτό 61 δευτερολέπτων είναι ναρκοπέδιο.
Το πιο διάσημο περιστατικό συνέβη στις 30 Ιουνίου 2012, όταν προστέθηκε ένα θετικό δίσεκτο δευτερόλεπτο. Τη στιγμή που συνέβη, μια σειρά από συστήματα κατέρρευσαν. Το Reddit έπεσε, μαζί με άλλες μεγάλες ιστοσελίδες. Το σφάλμα εντοπίστηκε στον τρόπο που ο πυρήνας Linux χειρίστηκε το ρολόι που πήγαινε προς τα πίσω για εκείνη τη στιγμή — προκάλεσε μια ανεξέλεγκτη κατάσταση που φόρτωσε τις CPU των διακομιστών. Τα συστήματα κρατήσεων αεροπορικών εταιρειών που βασίζονταν σε επηρεαζόμενο λογισμικό ανέφεραν επίσης διαταραχές, καθυστερώντας τα check-in. Παρόμοια προβλήματα είχαν εμφανιστεί και σε προηγούμενα δίσεκτα δευτερόλεπτα.
Τα βασικά ζητήματα είναι δομικά:
- Το συμβάν είναι σπάνιο, επομένως οι διαδρομές κώδικα χειρισμού δίσεκτων δευτερολέπτων σχεδόν ποτέ δεν εκτελούνται και σπάνια δοκιμάζονται υπό πραγματικές συνθήκες.
- Ο χρόνος φαίνεται να σταματά ή να επαναλαμβάνεται, και πολλά λογισμικά υποθέτουν σιωπηρά ότι ο χρόνος κινείται μόνο προς τα εμπρός, μονότονα.
- Το πρόγραμμα είναι απρόβλεπτο, επομένως τα συστήματα πρέπει να λαμβάνουν και να εμπιστεύονται μια εξωτερική ανακοίνωση αντί να υπολογίζουν μόνα τους την προσαρμογή.
Επειδή μια σύγχρονη διακοπή μπορεί να εξαπλωθεί σε χρηματοπιστωτικές αγορές, δίκτυα τηλεπικοινωνιών και πλατφόρμες cloud, ένα μόνο κακοδιαχειρισμένο δευτερόλεπτο μπορεί να είναι πραγματικά δαπανηρό.
Η Λύση "Leap Smear" της Google
Αντί να εφαρμόσει το δίσεκτο δευτερόλεπτο με ένα απότομο άλμα, η Google πρωτοστάτησε σε μια προσέγγιση που ονομάζεται leap smear. Αντί να εισάγει ένα ολόκληρο δευτερόλεπτο τα μεσάνυχτα, οι διακομιστές της Google κατανέμουν τη διόρθωση σε ένα μεγάλο χρονικό διάστημα — συνήθως τις ~24 ώρες γύρω από το συμβάν — κάνοντας κάθε δευτερόλεπτο ανεπαίσθητα μεγαλύτερο (ή μικρότερο).
Κατά τη διάρκεια μιας smear, κανένα ρολόι δεν δείχνει ποτέ 23:59:60 και κανένα ρολόι δεν πηγαίνει ποτέ προς τα πίσω. Ο χρόνος απλώς τρέχει πολύ ελαφρώς "αργά" για μια μέρα μέχρι να απορροφηθεί ήσυχα το επιπλέον δευτερόλεπτο. Το λογισμικό βλέπει ένα ομαλό, μονότονο ρολόι και ποτέ δεν συναντά την επικίνδυνη ακραία περίπτωση. Η Amazon, η Meta και άλλες υιοθέτησαν παρόμοιες στρατηγικές smear, και αυτή έχει γίνει η de facto τεχνική επιβίωσης για συστήματα μεγάλης κλίμακας.
Η παγίδα: ένα smeared ρολόι διαφωνεί σκόπιμα με την επίσημη UTC για ώρες κάθε φορά — μια χαρά για τις περισσότερες υπηρεσίες, αλλά πονοκέφαλος όταν πρέπει να το συμβιβάσετε με συστήματα χωρίς smear. Είναι μια λύση ανάγκης για ένα πρόβλημα που η βιομηχανία θεωρούσε όλο και περισσότερο ότι δεν θα έπρεπε να υπάρχει καθόλου.
Αν εργάζεστε με epoch time, σημειώστε ότι ένα Unix timestamp δεν μετράει καθόλου δίσεκτα δευτερόλεπτα — ο χρόνος Unix απλώς προσποιείται ότι κάθε μέρα έχει ακριβώς 86.400 δευτερόλεπτα, κάτι που είναι μέρος του λόγου για τον οποίο η πραγματική προσαρμογή προκαλεί τόση τριβή.
Η Απόφαση του 2035: Κατάργηση των Δίσεκτων Δευτερολέπτων
Η συζήτηση έφτασε στο αποκορύφωμά της στη Γενική Διάσκεψη Μέτρων και Σταθμών (CGPM) του 2022 — το διεθνές όργανο που διέπει το μετρικό σύστημα και τον ορισμό του δευτερολέπτου.
Οι αντιπρόσωποι ψήφισαν μια ιστορική απόφαση: η πρακτική της προσθήκης δίσεκτων δευτερολέπτων θα σταματήσει έως το 2035. Από εκείνο το σημείο, η UTC θα επιτρέπεται να αποκλίνει από την UT1 περισσότερο από το τρέχον όριο των 0,9 δευτερολέπτων, με την ανοχή να επαναδιαπραγματεύεται αργότερα — πιθανότατα επιτρέποντας στο χάσμα να μεγαλώσει για δεκαετίες, ίσως σε ένα λεπτό ή περισσότερο, προτού εξεταστεί οποιαδήποτε διόρθωση.
Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι η UTC γίνεται μια ομαλή, συνεχής χρονική κλίμακα χωρίς άλλα λεπτά 61 δευτερολέπτων έκπληξη. Οι αστρονόμοι που χρειάζονται πραγματικά τον χρόνο περιστροφής της Γης μπορούν να χρησιμοποιούν απευθείας την UT1. Όλοι όσοι τρέχουν υπολογιστές αποκτούν ένα ρολόι στο οποίο μπορούν επιτέλους να εμπιστευτούν ότι θα συμπεριφέρεται σωστά. Η αλλαγή ανταλλάσσει μια μικρή, αργά συσσωρευόμενη διαφωνία με τον Ήλιο με την εξάλειψη μιας επαναλαμβανόμενης πηγής παγκόσμιου τεχνικού κινδύνου.
Συχνές Ερωτήσεις
Έχει αφαιρεθεί ποτέ δίσεκτο δευτερόλεπτο αντί να προστεθεί;
Όχι. Και τα 27 δίσεκτα δευτερόλεπτα που προστέθηκαν από το 1972 ήταν θετικά — ένα δευτερόλεπτο που προστέθηκε. Ένα αρνητικό δίσεκτο δευτερόλεπτο (παράλειψη από 23:59:58 σε 00:00:00) δεν έχει συμβεί ποτέ, αν και η πρόσφατη ταχύτερη περιστροφή της Γης το έκανε για λίγο μια πραγματική πιθανότητα πριν η απόφαση του 2035 καταστήσει όλο το ζήτημα άνευ αντικειμένου.
Επηρεάζουν τα δίσεκτα δευτερόλεπτα τις ζώνες ώρας;
Όχι άμεσα. Οι ζώνες ώρας είναι σταθερές αποκλίσεις από την UTC που διαχειρίζονται μέσω βάσεων δεδομένων όπως η IANA time zone database. Ένα δίσεκτο δευτερόλεπτο προσαρμόζει την ίδια την UTC, οπότε κάθε ζώνη μετατοπίζεται ταυτόχρονα κατά την ίδια στιγμή — οι αποκλίσεις μεταξύ των ζωνών δεν αλλάζουν ποτέ.
Θα αλλάξει το ρολόι του υπολογιστή μου το 2035;
Καμία ορατή αλλαγή για τους χρήστες. Μετά το 2035, τα ρολόγια απλώς σταματούν να λαμβάνουν το περιστασιακό δίσεκτο δευτερόλεπτο. Η UTC θα αποκλίνει αργά από τον αστρονομικό χρόνο για πολλά χρόνια, αλλά αυτή η απόκλιση είναι πολύ μικρή για να γίνει αντιληπτή στην καθημερινή ζωή.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ UTC, TAI και UT1;
TAI είναι ο καθαρός ατομικός χρόνος, απόλυτα σταθερός. UT1 είναι ο χρόνος που βασίζεται στην πραγματική περιστροφή της Γης. UTC είναι το καθημερινό πρότυπο: τρέχει με ατομικά δευτερόλεπτα όπως το TAI, αλλά διατηρούνταν ευθυγραμμισμένο με την UT1 χρησιμοποιώντας δίσεκτα δευτερόλεπτα. Από το 2016, η UTC είναι ακριβώς 37 δευτερόλεπτα πίσω από το TAI.
Γιατί να μην αφήσουμε απλώς το ρολόι και τον Ήλιο να αποκλίνουν;
Αυτό κάνει ουσιαστικά η απόφαση του 2035. Η διαφωνία μεγαλώνει τόσο αργά — της τάξης του ενός λεπτού ανά αιώνα — που θα χρειαστούν γενιές για να έχει σημασία, και μέχρι τότε μια εφάπαξ διόρθωση μπορεί να προγραμματιστεί σκόπιμα αντί να επιδιορθώνεται κάθε λίγα χρόνια.
Περίεργοι πώς οι μηχανές μετρούν πραγματικά τον χρόνο κάτω από όλα αυτά; Τα δίσεκτα δευτερόλεπτα εξαφανίζονται εντελώς στον epoch time — δοκιμάστε το Unix timestamp converter για να δείτε ακριβώς πώς οι υπολογιστές παρακολουθούν τα δευτερόλεπτα που περνούν.