改变原子钟中第二个定义以补偿闰秒的影响

Question

国际电信联盟（ITU）是一个标准化世界协调时间（UTC）的机构。由于各种原因，国际电联一直在讨论摆脱所谓的闰秒。增加闰秒以适应地球的减速旋转以及地球时间和天文时间之间的差异。根据目前的定义，如果 Bureau International des Poids et Mesures（BIPM）发现，地球的原子钟与0.9秒的天文时间有所不同，则会增加闰秒。半年后，通过停止所有时钟一秒钟，从地球的时间减去闰秒。

由于这个过程不具有确定性，国际电联讨论了摆脱闰秒，因为总有相当多的计算机系统无法应对闰秒而不会崩溃（例如俄罗斯的GLANOSS系统。

我开始与我的一位教授讨论简单地改变我们的原子钟计数秒的方式，目前由铯原子的量子变化定义 - 一秒等于9.192.631.770量子变化。我建议简单地将这个定义重新定义为每秒更多的量子变化，使得第二个定义有效地延长，从而使闰秒的原因无关紧要。我的教授反驳说，这将是一个巨大的错误，我们不幸地不得不停止讨论。

除了改变这个定义的明显的组织问题之外，我无法想到任何技术或物理问题，因为任意数量的量子变化到任何时间间隔的映射都不是物理或数学推导的（例如PI） 。此外，一些需要非常高时间分辨率的计算机系统（例如GPS或Galileo）根本没有考虑到闰秒 - 所以总而言之，到目前为止，我认为我的论证没有任何问题。

明天我有一个测试并且有一种奇怪的感觉，那个讨论会继续进行，改变我的最终标记。你能想到我还没有想到的任何技术，数学或物理问题吗？这真让我生气。

Answer 1

好吧，我和另一位教授谈过了，它基本上归结为Systèmeinternationald'unités（SI）或Common Unit System。大多数定义的单位基于一小组变量，如原子的权重或第二个的定义。如果你改变一秒钟的长度来容纳像地球位置那样“世俗”的东西，那么你必须重新定义几乎所有的SI单位，这将对所有科学领域产生如此巨大的影响，没有人会敢于改变它。

因此，总而言之，正如我所怀疑的那样：不改变它的原因是组织的，而不是物理的。没有物理上的理由不改变地球的第二个定义，并保持天文系统不变。

Answer 2

很晚才回答，抱歉。你的建议：

  

“我建议简单地将这个定义重新定义为一些量子   每秒更改一次，有效地延长第二秒   使闰秒的原因无关紧要。“

以这种方式重新定义SI-second的物理问题是如何测量时间的两个完全不同的过程的混合。一方面你仍然想要使用原子钟，但另一方面你想要将它直接耦合到天文观测。这种耦合需要永久重新定义SI秒，因为地球的旋转速度是不规则的并且会发生变化。从科学的角度来看完全不可行。

SI-seconds和UTC的核心思想是拥有时间长度的秒数 - 一个有效的物理动机！就个人而言，我发现闰秒的想法没问题。到目前为止，没有人提出天文学和原子时间耦合的更好建议。国际电联的讨论仅仅是关于我们是否应该删除这种耦合并接受我们的日历日作为独立于天文观测的原子日（在极端情况下，几百年后的午夜将转向中午）。

另外，当你说重新定义SI-second意味着一个重大的组织问题时，你也是对的。