うるう秒：2035年に廃止へ

科学的要約

Astronooの記事では、うるう秒について探求し、原子時に対する地球の自転の不規則性を補正するための世界時調整について説明しています。 世界時 (UT) と 国際原子時 (TAI) の測定、ずれの原因（潮汐、地震、内核の動き）、IERSの役割を説明しています。この記事は、1972年以降に追加された27秒を振り返り、コンピュータシステムへの影響、および2035年からのうるう秒廃止の決定について論じています。

なぜ時々私たちの時計に1秒が追加されるのか？

この記事は、うるう秒に焦点を当てています。これは、超高精度の原子時を地球の不規則な自転に同期させる微妙なメカニズムです。セシウム原子時計は1967年以来、不変の秒を定義していますが、地球の自転は潮汐、内核の動き、気候変動の影響で遅くなったり速くなったりします。この差は微視的ですが、蓄積され、1世紀に数10秒に達します。

世界時 (UT1) と原子時 (TAI) の整合性を維持するため、国際地球回転・基準系事業 (IERS) は、差が0.9秒を超えた場合にうるう秒の追加または削除を決定します。1972年以来、追加のみが行われ、これまでに合計27秒が追加されました。

しかし、この一見無害な補正は、コンピュータシステムや電気通信ネットワークを混乱させます。そのため、2022年に国際度量衡総会は、世界時のより円滑な管理を可能にするために、2035年までにうるう秒を廃止することを決定しました。この記事は、この一瞬の秒の歴史、科学的・技術的課題をたどります。

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世界時、地球の自転の尺度

1972年以来、世界時 (UT) は地球の自転に同期した時間です。これは、遠方のクエーサーの観測地点の子午線通過をいくつかの補正を加えて正確に観測することで測定されます。この方法により、天文学者はマイクロ秒 (10^-6秒) のオーダーの精度を得ます。しかし、地球の地軸回転は一定ではありません。

国際原子時、不変の基準

国際原子時 (TAI) は、秒の定義に基づく時間尺度であり、世界中に配置された349台のセシウム原子時計から計算されます。この基準は、リアルタイムで世界中で使用され、セシウム133 (Cs133) で10^-10秒の精度を持ちます。科学用途のこの等時時間は、地球時 (TT) と呼ばれます。

2つの時間尺度間のずれの原因

地球の自転の不規則性のため、世界時は原子時に対して徐々にずれていきます。このずれは、1972年以来約35秒のオーダーで重要です。これらの累積的な微小なずれは、月と太陽の潮汐効果、氷床の季節変動、地震、津波、そして地球の内核のさまざまな運動によるものです。

うるう秒による調整

UT と TAI の2つの時計間のずれは補正する必要があり、そのため1972年以来、27秒が世界時に追加されました。これらの秒は、うるう秒または追加秒と呼ばれます。

TAIの測定開始以来、パリ天文台に所在する国際地球回転・基準系事業 (IERS) は、うるう秒の追加のみを行ってきました。このうるう秒は、時計間のずれが約0.5秒に達したときに発生します。

うるう秒の発表と伝達

発表は事前に、6ヶ月ごとに発行される情報速報、速報C によって行われます。伝達は国際電気通信連合によって調整されます。

注記 :
2015年、フランスでは、このうるう秒は夏時間とともに7月1日の朝に発生しました。時計は1時59分59秒、次に1時59分60秒、そして2時00分00秒を表示しました。この秒の追加は、地球の自転の変動と相関しており、パリ天文台のSYRTE研究所 (参照系時間-空間) で世界的に決定されます。

2035年以降のうるう秒に代わる選択肢

2035年以降、うるう秒は廃止されます。UTCとUT1の間の拡大するギャップを管理するために、いくつかの選択肢が検討されています。

ギャップを拡大させる

UTCは調整されなくなり、UT1との差は2035年から2040年頃に1秒、その後数秒に達する可能性があります。
利点: コンピュータシステムにとっての単純さ。
欠点: 長期的には (約100年後)、差が1分を超える可能性があり、天文観測に問題が生じます。

より大きな跳躍でUTCを調整する

1秒を追加する代わりに、50〜100年ごとに1分を追加する方法があります。
利点: コンピューティングへの混乱が少ない。
欠点: 1分の跳躍は、1秒よりもさらに扱いが難しいでしょう。

ハイブリッド時間尺度を使用する

TAIの安定性と地球の自転を組み合わせた、うるう秒のない新しい時間尺度を作成することを提案する人もいます。
例: 地球時 (TT) は天文学ですでに使用されていますが、地球の自転とは同期していません。

現代技術への影響

うるう秒は、以下の分野に大きな課題をもたらします。

コンピュータシステム

データベース: 一部は60秒を処理できません (例：2017年以前のMySQL)。
時間プロトコル: NTP (ネットワーク時間プロトコル) は、60秒をブロードキャストするために更新する必要があります。
Webアプリケーション: 2012年には、Reddit、LinkedIn、Cloudflareなどのサイトがダウンしました。
組み込みシステム: GPS、衛星、電力網は、時間を極めて高い精度で同期する必要があります。

重要なインフラストラクチャ

電力網: 非同期化は連鎖的な障害を引き起こす可能性があります。
金融市場: 株式取引は超精密な時間に依存しています (例：Nasdaqは原子時計を使用)。
電気通信: 5G/6Gネットワークはマイクロ秒レベルの同期を必要とします。

現在の技術的解決策

この問題を回避するために、一部の企業は以下を使用しています。

うるう秒スミア: Googleはうるう秒を24時間に分散します (例：864秒ごとに+1 ms)。
秒を無視する: AmazonとMicrosoftは、サーバーをTAIに同期させ、うるう秒を使用しません。
ハイブリッド時計: GPSとローカル原子時計の組み合わせ。

うるう秒の表

1972年以降の追加履歴

1958年に、世界時 (UT1) と国際原子時 (TAI) の2つの時計は同期していると宣言されました。1972年には、10秒の差がありました。この初期のずれは維持されましたが、その後、世界時に27秒のうるう秒が追加され、そのずれを修正しました。

2016年から2026年の間、地球は大きな変動なく安定して回転しました。より正確には、一方の方向のずれが他方の方向のずれを補償し、ずれは一定に保たれました。

うるう秒の履歴 (1972-2026)
年	6月30日	12月31日	年	6月30日	12月31日
1972	+1	+1	2000	0	0
1973	0	+1	2001	0	0
1974	0	0	2002	0	0
1975	+1	0	2003	0	0
1976	+1	0	2004	0	0
1977	+1	0	2005	0	+1
1978	0	+1	2006	0	0
1979	0	+1	2007	0	0
1980	0	0	2008	0	+1
1981	+1	0	2009	0	0
1982	+1	0	2010	0	0
1983	+1	0	2011	0	0
1984	0	0	2012	+1	0
1985	+1	0	2013	0	0
1986	0	0	2014	0	0
1987	0	+1	2015	+1	0
1988	0	0	2016	0	+1
1989	0	+1	2017	0	0
1990	0	+1	2018	0	0
1991	0	0	2019	0	0
1992	+1	0	2020	0	0
1993	+1	0	2021	0	0
1994	+1	0	2022	0	0
1995	0	+1	2023	0	0
1996	0	0	2024	0	0
1997	+1	0	2025	0	0
1998	0	+1	2026	0	0
1999	0	0

参考文献

FAQ：うるう秒に関するすべて

うるう秒とは何ですか？

うるう秒は、完全に規則的な原子時と不規則な地球の自転とのずれを補正するために、協定世界時 (UTC) に追加（または削除）される余分な秒です。UTCとUT1の差を0.9秒未満に保ちます。

地球の自転が不規則なのはなぜですか？

地球の自転は、短期および長期の変動を受けます。月と太陽の潮汐効果は徐々に減速させ、地震や内核の動きなどの突発的なイベントは加速または減速させる可能性があります。氷床の季節変動も回転速度に影響を与えます。

うるう秒はどのように決定され、発表されますか？

国際地球回転・基準系事業 (IERS) は、UT1とTAIのずれを継続的に監視しています。このずれが0.9秒の閾値を超えた場合、IERSは速報Cを発行し、通常6月30日または12月31日に予定されるうるう秒の追加または削除を発表します。決定は国際電気通信連合と協議して行われます。

1972年以来、何回のうるう秒が追加されましたか？

1972年のシステム導入以来、27回のうるう秒が追加されました（削除はありません）。最後は2016年12月31日でした。2017年以降、UT1とTAIのずれは閾値未満に留まり、新しいうるう秒は予定されていません。

うるう秒はどのような問題を引き起こしますか？

うるう秒の追加または削除は、連続時間に依存するコンピュータシステムや通信ネットワークを混乱させます。NTP（ネットワーク時間プロトコル）やデータベースなどのプロトコルはこの異常を処理する必要があり、バグ、時間シフト、サービス中断（2012年に一部のウェブサイトで発生）を引き起こす可能性があります。

なぜ2035年に廃止されるのですか？

2022年、国際度量衡総会（CGPM）は、うるう秒を2035年から廃止することを決定しました。目的は、この不規則性に悩まされるデジタル技術のための世界時管理を簡素化することです。2035年以降、UTCとUT1の差は1秒全体、その後数秒に達する可能性があり、体系的な補正は行われません。

現在、企業はうるう秒にどう対処していますか？

いくつかの戦略が使用されています。

うるう秒スミア (Google)：うるう秒を24時間に分散。
秒を無視 (Amazon、Microsoft)：サーバーをTAIに同期。
ハイブリッド時計：GPSとローカル原子時計の組み合わせ。