Efeitos de mudança de segunda definição em relógios atômicos para compensar os segundos do salto

Question

A União Internacional de Telecomunicações (UIT) é uma instituição para padronizar o tempo universal coordenado (UTC) (UTC). A UIT vem discutindo para se livrar dos chamados segundos de salto por várias razões. Um segundo salto é adicionado para acomodar a retardar a rotação da Terra e a diferença resultante entre o tempo da nossa Terra e o tempo astronômico. Por definição atual, um segundo salto é adicionado, se o Bureau International des Poids et mesures (BIPM) Descubra, que os relógios atômicos da Terra têm a diferença para o tempo astronômico de 0,9 segundos. Meio ano depois, o segundo salto é subtraído do tempo da Terra, parando todos os relógios por um segundo.

Como este processo não é determinístico, a UIT discutiu para se livrar do segundo salto, pois sempre há alguns sistemas de computador, que são incapazes de lidar com segundos saltados sem bater (por exemplo, o sistema Glanoss russo.

Eu comecei uma discussão com um dos meus professores sobre simplesmente mudar a maneira como nossos relógios atômicos contam um segundo, o que atualmente é definido pelas alterações quânticas de átomos de césio - um segundo é igual a 9.192.631.770 alterações quânticas. Eu sugeri simplesmente redefinir essa definição para alguns alterações quânticas mais por segundo, fazendo um segundo efetivamente mais longo e, assim, tornando a razão para um segundo segundo irrelevante. Meu professor contradizia, que isso seria um grande erro, onde nós infelizmente tivemos que parar a discussão.

Ao lado dos problemas organizacionais óbvios de mudar essa definição, não consigo pensar em quaisquer problemas técnicos ou físicos, já que o mapeamento de um número arbitrário de alterações quânticas a qualquer intervalo de tempo não é algo fisicamente ou matematicamente derivado (como por exemplo PI) . Além disso, alguns sistemas de computador que precisam de uma resolução de tempo muito alto (como GPS ou Galileo e.g.) já não se encaixam em conta - por isso, para resumir, não vejo problemas com a minha argumentação até agora.

Eu tenho um teste amanhã e tenho a sensação estranha, que essa discussão continuará, mudando minha marca final. Você pode pensar em quaisquer problemas técnicos, matemáticos ou físicos que eu não pensei ainda? Isso realmente me deixa louco.

Answer 1

okay, I've talked to another professor, and it basically comes down to the Système international d’unités (SI) or Common Unit System. Most of the defined Units are based upon a very small set of variables like the weight of an atom or the definition of second. If you change the length of a second to accomondate something "mundane" like the position of the earth, you have to redefine nearly all of the SI units as well, which would be a so massive impact on all scientific areas, that nobody would dare to change it.

So, in conclusion it is as I suspected: The reason for not changing it is an organisational one, not a physical. There's no physical reason to not change earth's second definition and leave the astronomical system intact as it is.

Answer 2

Extremely later answer, sorry. Your suggestion:

"I suggested to simply redefine this definition to a few quantum changes more per second, making a second effectively longer and thus making the reason for a leap second irrelevant."

The physical problem to redefine SI-second this way is the mixture of two completely different procedures how to measure time. On the one side you still want to use atomic clocks, but on the other side you want to couple it directly to astronomical observations. This coupling would require permanent redefinitions of SI-seconds because the rotation speed of earth is irregular and changes. Totally impracticable from a scientific point of view.

It is the core idea of SI-seconds and UTC to have seconds with constant length in time - a valid physical motivation! Personally I find the idea of leap seconds okay. Nobody has made a better suggestion for coupling of astronomy and atomic time until now. The ITU discussion is only about if we shall remove this coupling and accept our calendar day as atomic day independent on astronomical observations or not (in extreme case some hundred years later midnight would turn to noon).

Else you are also right when you say that a redefinition of SI-second implies a big organizational problem.