Trái Đất quay nhanh hơn và những vấn đề về đo thời gian

8 giờ trướcBài gốc

Tốc độ quay của Trái Đất bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, nhưng Mặt Trăng và thủy triều theo truyền thống đóng vai trò chính.

Khả năng xuất hiện giây nhuận âm

Ngày 10/7 là ngày ngắn nhất trong năm cho đến nay, kéo dài 1,36 mili giây, ít hơn 24 giờ, theo dữ liệu từ Dịch vụ hệ thống tham chiếu và vòng quay Trái Đất Quốc tế và Đài quan sát Hải quân Mỹ, được tổng hợp bởi timeanddate.com. Những ngày ngắn bất thường hơn nữa sẽ đến vào ngày 22/7 và ngày 5/8, hiện được dự đoán là ngắn hơn 24 giờ lần lượt là 1,34 và 1,25 mili giây.

Độ dài của một ngày là thời gian hành tinh hoàn thành một vòng quay trọn vẹn trên trục của nó — trung bình là 24 giờ hoặc 86.400 giây. Nhưng trên thực tế, mỗi vòng quay hơi bất thường do nhiều yếu tố, chẳng hạn như lực hấp dẫn của Mặt Trăng, sự thay đổi theo mùa của khí quyển và ảnh hưởng của lõi lỏng của Trái Đất. Kết quả là, một vòng quay hoàn chỉnh thường mất ít hơn hoặc nhiều hơn 86.400 giây một chút — một sự chênh lệch chỉ vài mili giây và không ảnh hưởng rõ ràng đến cuộc sống hàng ngày.

Tuy nhiên, về lâu dài, những chênh lệch này có thể ảnh hưởng đến máy tính, vệ tinh và viễn thông, đó là lý do tại sao ngay cả những độ lệch thời gian nhỏ nhất cũng được theo dõi bằng đồng hồ nguyên tử, được ra mắt vào năm 1955. Một số chuyên gia tin rằng, điều này có thể dẫn đến một kịch bản tương tự như sự cố Y2K, vốn đã đe dọa chấm dứt nền văn minh hiện đại.

Đồng hồ nguyên tử đếm dao động của các nguyên tử được giữ trong buồng chân không bên trong đồng hồ để tính toán 24 giờ với độ chính xác cao nhất. Chúng tôi gọi thời gian thu được là UTC (hay Giờ Phối hợp Quốc tế), dựa trên khoảng 450 đồng hồ nguyên tử và là tiêu chuẩn toàn cầu về đo thời gian, cũng như thời gian mà tất cả điện thoại và máy tính được thiết lập.

Các nhà thiên văn học cũng theo dõi sự tự quay của Trái Đất, sử dụng vệ tinh để kiểm tra vị trí của hành tinh so với các sao cố định và có thể phát hiện ra những chênh lệch nhỏ giữa thời gian của đồng hồ nguyên tử và thời gian thực tế Trái Đất hoàn thành một vòng tự quay trọn vẹn. Vào ngày 5/7/2024, Trái Đất đã trải qua ngày ngắn nhất từng được ghi nhận kể từ khi đồng hồ nguyên tử ra đời cách đây 65 năm, với thời gian bị rút ngắn 1,66 mili giây của 24 giờ.

"Chúng ta đã có xu hướng ngày trôi nhanh hơn một chút kể từ năm 1972. Nhưng vẫn có những biến động", ông Duncan Agnew, giáo sư danh dự về địa vật lý tại Viện Hải dương học Scripps và là nhà nghiên cứu địa vật lý tại Đại học California, San Diego (Mỹ), cho biết.

Năm 1972, sau nhiều thập kỷ quay tương đối chậm, vòng quay của Trái Đất đã tích tụ độ trễ so với thời gian nguyên tử đến mức Dịch vụ hệ thống tham chiếu và vòng quay Trái Đất Quốc tế đã yêu cầu thêm "giây nhuận" vào giờ UTC. Điều này tương tự như năm nhuận, tức là cứ bốn năm lại thêm một ngày vào tháng Hai để bù đắp cho sự chênh lệch giữa lịch Gregory và thời gian Trái Đất hoàn thành một vòng quỹ đạo quanh Mặt Trời.

Kể từ năm 1972, tổng cộng 27 giây nhuận đã được thêm vào giờ UTC, nhưng tốc độ bổ sung ngày càng chậm lại, do Trái Đất quay nhanh hơn; Chín giây nhuận đã được thêm vào trong suốt những năm 1970, trong khi không có giây nhuận mới nào được thêm vào kể từ năm 2016.

Năm 2022, Hội nghị chung về Trọng lượng và Đo đạc (CGPM) đã bỏ phiếu thông qua việc loại bỏ giây nhuận vào năm 2035, nghĩa là chúng ta có thể sẽ không bao giờ thấy giây nhuận nào được thêm vào đồng hồ nữa. Nhưng theo ông Agnew, nếu Trái Đất tiếp tục quay nhanh hơn trong vài năm nữa, một giây nhuận có thể cần phải được loại bỏ khỏi UTC. "Chưa bao giờ có giây nhuận âm nhưng khả năng có một giây nhuận như vậy từ nay đến năm 2035 là khoảng 40%", ông Agnew nói.

Điều gì khiến Trái Đất quay nhanh hơn?

Ông Agnew cho biết, những thay đổi ngắn hạn nhất trong vòng quay của Trái Đất đến từ Mặt Trăng và thủy triều, khiến nó quay chậm hơn khi vệ tinh ở trên đường xích đạo và nhanh hơn khi ở độ cao lớn hơn hoặc thấp hơn. Hiệu ứng này kết hợp với thực tế là vào mùa hè, Trái Đất tự nhiên quay nhanh hơn - kết quả của việc khí quyển chậm lại do những thay đổi theo mùa, chẳng hạn như dòng tia di chuyển về phía bắc hoặc phía nam; Các định luật vật lý quy định rằng mômen động lượng tổng thể của Trái Đất và bầu khí quyển của nó phải giữ nguyên, do đó tốc độ quay bị mất đi bởi bầu khí quyển sẽ được chính hành tinh này hấp thụ. Tương tự, trong 50 năm qua, lõi lỏng của Trái Đất cũng đang chậm lại, trong khi Trái Đất rắn xung quanh nó lại tăng tốc.

Bằng cách xem xét sự kết hợp của những hiệu ứng này, các nhà khoa học có thể dự đoán liệu một ngày sắp tới có thể đặc biệt ngắn hay không. "Những biến động này có mối tương quan chu kỳ ngắn, nghĩa là nếu Trái Đất quay nhanh hơn vào một ngày, nó cũng có xu hướng quay nhanh hơn vào ngày tiếp theo. Nhưng mối tương quan đó biến mất khi bạn đi vào những khoảng thời gian ngày càng dài hơn. Và khi bạn đến một năm, dự đoán trở nên không chắc chắn. Trên thực tế, Dịch vụ hệ thống tham chiếu và vòng quay Trái Đất Quốc tế không dự đoán trước xa hơn một năm", ông Judah Levine, một nhà vật lý và là thành viên của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ trong lĩnh vực thời gian và tần số, cho biết.

Mặc dù một ngày ngắn không tạo ra bất kỳ sự khác biệt nào, nhưng xu hướng ngày ngắn hơn gần đây đang làm tăng khả năng xảy ra giây nhuận âm. Theo ông Levine, viễn cảnh về một giây nhuận âm gây ra lo ngại vì vẫn còn những vấn đề liên quan đến giây nhuận dương sau 50 năm.

Bởi vì rất nhiều hệ thống công nghệ cơ bản dựa vào đồng hồ và thời gian để hoạt động, chẳng hạn như viễn thông, giao dịch tài chính, lưới điện và vệ tinh GPS, nên theo ông Levine, sự xuất hiện của giây nhuận âm có phần tương đồng với sự cố Y2K — khoảnh khắc vào đầu thế kỷ trước, khi thế giới nghĩ rằng một loại ngày tận thế sẽ xảy ra vì máy tính có thể không thể xử lý được định dạng ngày tháng mới, chuyển từ '99' sang '00'.

Vai trò của băng tan

Biến đổi khí hậu cũng là một yếu tố góp phần gây ra vấn đề giây nhuận, nhưng theo một cách đáng ngạc nhiên. Mặc dù sự nóng lên toàn cầu đã gây ra những tác động tiêu cực đáng kể đến Trái Đất, nhưng khi nói đến việc đo thời gian, nó lại có tác dụng chống lại các lực đang làm tăng tốc độ quay của Trái Đất. Một nghiên cứu được ông Agnew công bố năm ngoái trên tạp chí Nature đã mô tả chi tiết cách băng tan ở Nam Cực và Greenland đang lan rộng ra các đại dương, làm chậm tốc độ quay của Trái Đất.

“Nếu băng không tan, nếu không có hiện tượng nóng lên toàn cầu, thì chúng ta đã có một giây nhuận âm, hoặc đã rất gần với điều đó rồi”, ông Agnew nói. Theo NASA, nước tan chảy từ các tảng băng Greenland và Nam Cực là nguyên nhân gây ra 1/3 mực nước biển dâng toàn cầu kể từ năm 1993.

Theo nghiên cứu do ông Benedikt Soja, trợ lý giáo sư tại khoa Kỹ thuật Xây dựng, Môi trường và Địa tin học thuộc Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ dẫn đầu, sự dịch chuyển khối lượng của băng tan không chỉ gây ra những thay đổi về tốc độ quay của Trái Đất mà còn cả trục quay của nó. Nếu sự nóng lên tiếp tục, tác động của nó có thể trở nên nổi trội.

“Vào cuối thế kỷ này, trong một kịch bản bi quan (trong đó con người tiếp tục thải ra nhiều khí nhà kính hơn), tác động của biến đổi khí hậu có thể vượt qua tác động của Mặt Trăng, vốn đã thực sự chi phối chuyển động quay của Trái Đất trong vài tỷ năm qua”, ông Soja nói.

Hiện tại, theo ông Soja, xét đến sự bất định của những dự đoán dài hạn về chuyển động quay của Trái Đất, việc có thêm thời gian chuẩn bị cho hành động là rất hữu ích.

Hà Anh

Nguồn Đại Đoàn Kết : https://daidoanket.vn/trai-dat-quay-nhanh-hon-va-nhung-van-de-ve-do-thoi-gian-10310935.html