עוצרים שנייה:
האם יבוטלו הדקות המעוברות?

השבוע נפלה ההחלטה בוועידה בינלאומית שנערכה בוורסאי, כי החל משנת 2035 תבוטל הדקה המעוברת. אבל מהי בכלל הדקה המעוברת? למה צריך אותה ולמה הוחלט לבטל אותה?

כולנו מכירים את השנה המעוברת, שבה מוסיפים יום ללוח השנה – 29 פברואר – פעם בארבע שנים. אבל מדוע יש בה צורך מלכתחילה? התשובה היא שהשנה המעוברת היא תוצאה של בעיה באופן שבו הגדרנו את פרק הזמן "שנה". מאז המאה השלישית לפני הספירה, וכנראה אפילו לפני כן, השתמשו תרבויות עתיקות בשנה שאורכה הוגדר לפי תנועת השמש בשמיים. אם נעקוב אחר תנועת השמש נגלה כי היא חוזרת לאותו מקום בדיוק בשמיים כל 365 ימים בערך, לכן פרק הזמן הזה, המכונה "שנה טרופית" התקבע כ"שנה".

עם השנים העלו מדידות מדויקות יותר כי משך הזמן עד לשובה של השמש לאותו מקום, כלומר עד שכדור הארץ משלים הקפה אחת סביב השמש, הוא קצת יותר ארוך – כ-365.25 ימים. כדי שהשנה הקלנדרית והשנה הטרופית ישארו מסונכרנות זו לזו, החליטו להוסיף לשנה יממה שלמה פעם בארבע שנים (עם תיקונים קלים). זו השנה המעוברת. בזכות השנה המעוברת, האורך של שנה קלנדרית ממוצעת ושל שנה טרופית ממוצעת הוא זהה.

להתאים את יחידות המדידה שלנו למציאות הפיזית. הוספת 29 בפברואר פעם בארבע שנים כדי לקזז את ההבדל בין שנה קלנדרית לשנה טרופית | צילום: Brigitte Pica2, Shutterstock

הגדרות חדשות

אותו עיקרון עומד מאחורי הדקה המעוברת. יחידת הזמן הבסיסית, השנייה, עברה גלגולים היסטוריים מורכבים ומאוחרים יותר, בין השאר כי רק במאות האחרונות פותחה הטכנולוגיה שמאפשרת למדוד אותה. במאה ה-19 הוחלט להגדיר את השנייה כחלק ה-1/86,400 מאורך היממה. בכל יום יש 24 שעות, שכל אחת מהן באורך 60 דקות, שכל אחת מהן באורך 60 שניות, או בסך הכל 86,400 שניות ביממה. כמאה שנה לאחר מכן, במאה ה-20, הוחלט להגדיר את השנייה דווקא לפי אורך השנה הטרופית, כך שכל שנייה היא 1/31,556,925 ממשך  השנה. 

עם הזמן הבינו מדענים שכשאנחנו מגדירים יחידות מדידה כמו שנייה או מטר לפי תופעות טבעיות, כמו משך היממה או היקף כדור הארץ, נוצרת בעיה: הרי הגדלים הללו עשוים להשתנות! למשל מהירות הסיבוב של כדור הארץ סביב צירו משתנה עקב תופעות גיאולוגיות ואטמוספריות, ויוצא מכך שאורך השנייה משתנה אף הוא. לפיכך, לקראת סוף המאה ה-20, עם פיתוחם של שעונים אטומיים, הגדירו מחדש את אורכה של שנייה, הפעם לפי פעולתו של שעון אטומי מסוג מסוים, המבוסס על תנודות בין רמות אנרגיה של אטום צזיום 133. בכל שנייה האטום הזה רוטט 9,192,631,770 פעמים, ולפי הבנתנו קצב פעולתו נשאר זהה תמיד, לא משנה מתי ואיפה נמדוד אותו.

פתרון שיוצר בלבול לעיתים. הוספת שנייה ליממה נעשית במועדים לא קבועים ולא מתוכננים מראש | איור: Naeblys, Shutterstock

פתרון בלי תשובות

אז פתרנו את הבעיה, לא? לא בדיוק. עכשיו, משקבענו את השנייה באופן מוחלט, נוצרה בעיה אחרת – אורך היממה ואורך השנה הטרופית עדיין משתנים קצת, ולכן מספר השניות ביממה או בשנה אינו קבוע. זו נשמעת בעיה שולית, אבל מערכות מחשוב ברחבי העולם, שצריכות להסתנכרן זו עם זו תלויות בכך שכולן סופרות זמנים ותאריכים בדיוק באותו אופן. הפתרון שמצא מכון התקנים העולמי, ה-ITC, היה להוסיף מדי פעם דקה מעוברת, כלומר דקה עם 61 שניות, בכל פעם שהשנייה המוחלטת, זו שמוגדרת באמצעות שעון אטומי, והשנייה ה"טבעית", שהיא חלק מסוים ממשך היממה, מתרחקות יותר מדי זו מזו.

כל כמה זמן יש דקה מעוברת? אי אפשר לדעת, והדקות המעוברות לא נקבעות מראש אחת לפרק זמן מסוים, אלא רק בתגובה למדידות מדויקות של מכון התקנים. עד כה היו 27 דקות מעוברות במשך כחמישה עשורים, במרווחים לא קבועים. כדי לדעת מתי היו דקות כאלה אפשר לבדוק את רשימת כל הדקות המעוברות עד עתה. כל זה יוצר בלבול רב, ומקשה על סנכרון של שעונים ורשתות מחשבים ברחבי העולם.

בעשרות השנים האחרונות, דקות מעוברות נקבעו בעיקר כתגובה לשינוי במהירות סיבוב כדור הארץ, שמשתנה עם הזמן. בטווח הארוך מהירות הסיבוב של כדור הארץ קטנה והיום מתארך בקצב של שניה נוספת אחת למאות אלפי או מיליוני שנים. עם זאת, בשנים האחרונות נצפתה האצה של סיבוב הכדור, שמדענים עדיין אינם יודעים להסביר לחלוטין. תופעה זו מעלה את האפשרות שתדרש דקה מעוברת "הפוכה" – ניאלץ להחסיר שניה ולא להוסיף אחת. מומחים לנושא חוששים שמרבית מערכות המחשוב בעולם אינן יודעות להחסיר שניה באותה יעילות שבה אפשר להוסיף אחת, והבעיות שעולות מקיומן של דקות מעוברות יחריפו עוד יותר במצב כזה.

בוועידה של הלשכה הבינלאומית למידות ומשקלות (BIPM) שהתכנסה בסוף השבוע שעבר בוורסאי שבצרפת, החליטו נציגי המדינות כי עד שנת 2035 יופסק לחלוטין השימוש בדקות מעוברות. כדי ליישם את ההחלטה דרוש אישור של גוף נוסף, הארגון הבינלאומי לטלקומוניקציה (ITU), האחראי בין השאר על תקני התקשורת התלויים גם הם בזמן הבינלאומי. הוא צפוי להצביע על הנושא בשנה הבאה. 

מה הפתרון במקום הדקות המעוברות? לשכת המידות והמשקלות עדיין לא מצאה תשובה לכך, אבל חבריה מקווים כי בשנים הקרובות יצליחו מומחים למצוא פתרון שמאפשר לסנכרן את השעונים בצורה פשוטה, טבעית ורציפה יותר, בלי צורך להוסיף שנייה מדי פעם, במועדים שאינם מתוכננים וקבועים מראש. עד אז נצטרך לחיות עם האפשרות שאולי השעון שלנו לא מדייק, בערך בשנייה.