فلكية جدة: لهذا السبب أضيفت ثانية كبيسة للساعة قبل بدء 2017

- نبهت الجمعية الفلكية، إلى أنه جرى إضافة "ثانية كبيسة" للساعة في اللحظات الأخيرة من يوم السبت 31 ديسمبر 2016 عند منتصف الليل، حسب التوقيت العالمي.
وأوضحت: "تعتبر إضافة الثواني الكبيسة أمراً متكررًا؛ حيث أضيفت 26 مرة منذ العام 1972 ويتم إدراجها في اليوم الأخير إما في يونيو إو ديسمبر؛ حيث يتم إضافة الثانية الكبيسه عند الساعه 23 و59 دقيقة و59 ثانية ليصبح الوقت 23 و59 دقيقة و60 ثانية".
وبينت: "يرجع السبب في إضافة ثانية كبيسة لحدوث اختلاف بين الوقت العالمي والوقت بالساعه الذرية، فالوقت العالمي يعتمد على دوران الأرض حول محورها وهذا الدوران يبطئ تدريجياً على الرغم من أن ذلك يحدث ببطء شديد، بالمقارنة مع الساعات الذرية المبرمجه لتعمل بنفس السرعه لما يزيد على ملايين من السنين، وكانت أحدث ثانية كبيسة تمت إضافتها في 30 يونيو 2015 والتي قبلها في 30 يونيو 2012".
وتابعت: "إن الوقت الذري العالمي عبارة عن الوقت الذي يتم قياسه بواسطة حوالي 200 ساعة ذرية عالية الدقة وتعطي السرعة الدقيقة للساعات في حين أن الوقت العالمي والذي يعرف أيضا بالوقت ألفلكي يشير لدوران الأرض حول محورها والذي يحدد طول اليوم، وعندما يحدث اختلاف بين التوقيت الذري والتوقيت العالمي يقترب من 0.9 ثانية يتم إضافة ثانية كبيسة عالمية".
وواصلت: "نحن نعلم أن الحركة الظاهرية للشمس والقمر والكواكب والنجوم في قبة السماء نتيجة لدوران الأرض حول نفسها، ولهذا نفترض أن دوران الأرض حول نفسها دقيق وثابت ولكنه لا يبقى ثابتاً تماماً".
واستطردت: "يرجع السبب في تباطؤ الأرض إلى ظاهرة المد والجزر في المحيطات فمع دوران الأرض حول نفسها فهي تجرف المياة ما يسبب انتفاخات مائية كبيرة نتيجة لتفاعل الجاذبية بين الأرض والقمر، وهذا يعمل على إبطاء دوران الأرض حول محورها مثلما تفعل الفرامل على العجلة علماً بأن هذا التأثير صغير بل هو صغير جدا".
وأردفت: "ووفقاً للحسابات بناء على توقيت الأحداث الفلكية القديمة – الكسوفات والخسوفات – فإن دوران الأرض حول نفسها يتباطأ بنسبة حوالي 0،0015 – 0،002 ثانية في اليوم الواحد لكل 100 سنة، هذا في حد ذاته ليس كثيرًا وليس كافياً لتبرير إضافة "ثانية كبيسة" كل بضع سنوات، كما يتم القيام به منذ العام 1972 فطول اليوم هو أطول من نفس اليوم العام الماضي ولكن غير محسوس، ففي القرن الثامن عشر تم تعريف اليوم باعتباره 86،400 ثانية ولكنه الآن 86،400.002 ثانية تقريباً".
وقالت: "هذا الاختلاف نتيجة لمقارنة دوران الأرض حول محورها يوميًا بالنسبة إلى الأجسام الفلكية مما يظهر بأن الكوكب يتباطأ بالنسبة إلى الساعة الذرية عالية الدقة جدا فهي دقيقة إلى حوالي المليار من الثانية في اليوم الواحد، فتباطؤ دوران الأرض حول محورها يحدث بشكل بطىء جدا بحيث تستغرق حوالي 100 عام لإضافة فقط 0.002 ثانية إلى الوقت الذي تستغرقه الأرض لتدور حول محورها مرة واحدة، وبرغم ذلك فإن الفرق اليومي 0.002 ثانية يتراكم بالنسبة للتعريف الأصلي لليوم 86،400 ثانية.
وزادت: "فبعد يوم واحد يكون 0.002 ثوانٍ وبعد يومين يكون 0.004 ثوانٍ وبعد ثلاثة أيام 0.006 ثانية، وهكذا، وبعد نحو عام ونصف فإن الفرق يتصاعد إلى حوالي 1 ثانية، وهذا هو الفرق الذي يتطلب إضافة ثانية كبيسة، ويجب التوضيح أن الرقم 0.002 ثانية في اليوم الواحد كل 100 سنة هو المتوسط ويمكن أن يتغير. فعلى سبيل المثال زلزال فوكوشيما عام 2011 تسبب في إزاحة أجزاء من القشرة الأرضية ما أدى لتسارع دوران الأرض حول نفسها وتقصير اليوم بنسبة 1.6 مليون من الثانية ولكن هذا ليس كثيرًا وعلينا أن نضع في الاعتبار أن هذه التغييرات تراكمية أيضًا.
وأومأت إلى أنه يمكن أن يكون هناك تغييرات أخرى قصيرة المدى وغير متوقعة بواسطة أحداث مختلفة تتراوح من تغييرات طفيفة في توزيع الكتلة في النواة الخارجية المنصهر في باطن الأرض إلى حركة الكتل الجليدية الكبيرة من بالقرب من القطبين بل وحتى الكثافة واختلافات الزخم في الغلاف الجوي للأرض.
وخلصت إلى أن الاختلاف الفعلي من يوم إلى يوم ليس دائماً زائد 2 ميلي ثانية، فبحسب وثائق مرصد البحرية الأمريكية في الفترة من 1973 إلى 2008، يمكن ان يتراوح من زائد 4 ميلي ثانية إلى 1 ميلي ثانية واحدة تحت الصفر ومع مرور الوقت ربما أن يتم القيام باستخدام "الثانية السلبية" مما يدل على زيادة في سرعة دوران الأرض ولكن هذا لم يحدث من العام 1973.
وأضافت: "كل هذا قد يبدو غير مهم للشخص العادي ولكن ليس لصناعة الاتصالات السلكية واللاسلكية، فالاتصالات تعتمد على التوقيت الدقيق، وإضافة ثانية كبيسة يجبر العديد من الأنظمة أن تتوقف لثانية ولو حدث وتوقفت المزامنة يمكن أن يكون ذلك مشكلة كبيرة وعلينا الأخذ في الاعتبار أن النظام العالمي لتحديد المواقع "جي بي اس" لا يستخدم نظام الثانية الكبيسة ما قد يسبب المزيد من الارتباك لذلك كثيرون يشعرون أن إضافة دورية "للثانية الكبيسة" للحفاظ على لقياسات خطوة مرهقة".
واختتمت: "ربما أن التخلي عن فكرة الثانية الكبيسة قد تكون مفيدة للاتصالات السلكية واللاسلكية وغيرها من الصناعات، ولكن في المدى الطويل جدا من شأنه أن يجعل الساعات تخرج عن التزامن مع الشمس، مما سيتبب في النهاية في أن الساعة 12ظهراً تحدث في منتصف الليل، وفي المعدل الحالي لتغير معدل دوران الأرض سوف سيستغرق حوالي 5000 سنة لتراكم ساعة واحدة وهو اختلاف بين معدل دوران الفعلي للأرض والساعة الذرية".
يُذكر أنه يمكن إجراء قياسات على التغيرات الصغيرة في دوران الأرض حول محورها من خلال التلسكوب عن طريق رؤية النجوم من خلال العدسة العينية أثناء عبورها خط وهمي يسمى "الزوال"، حيث يتم حساب الوقت الذي تستغرقه الأرض لتدور حول نفسها ليعبر النجم من جديد خط الزوال هذا دقيق للغاية للأغراض اليومية ولكن للاستخدام العلمي فهو محدود الدقة .
وهناك طريقة أكثر دقة حيث يتم استخدام اثنين أو أكثر من التلسكوبات الراديوية التي يفصل بينها آلاف الأميال، في تقنية تسمى قياس التداخل بواسطة خط الأساس الطويل جداً فمن خلال جمع البيانات من تلك التلسكوبات يمكن الحصول على قياسات عالية الدقة، وهذا يتيح تحديد معدل دوران الكوكب إلى دقة أقل من واحد من ألف من الثانية وهذا ليس بناء على رصد النجوم ولكن أجساماً بعيدة جدا في أعماق الفضاء تسمى "الكوازارات"، وهي الأنوية النشطة للمجرات البعيدة جداً.