Mezinárodní delegáti se shodli, že přestupná sekunda už není udržitelná. První přestupná hodina však zřejmě nebude potřeba ještě tisíce let.
Po desetiletích diskusí, sporů a obav z problémů v počítačových systémech se světové autority odpovědné za měření času rozhodly nahradit mechanismus, který mnozí považovali za komplikované řešení – takzvanou přestupnou sekundu. Nově má její úlohu převzít takzvaná „přestupná hodina“.
Delegáti ze 69 zemí o návrhu hlasovali ve čtvrtek na konferenci ve francouzském Versailles, kterou uspořádal Mezinárodní úřad pro míry a váhy (BIPM). Tato organizace zajišťuje, aby se po celém světě uplatňovaly jednotné standardy pro měření času, hmotnosti, vzdálenosti a dalších veličin.
Rozhodnutí zavést od příštího roku přestupnou hodinu má omezit riziko poruch počítačů a dalších technických zařízení. Problémy totiž často nastávají ve chvíli, kdy se software musí vypořádat s minutou, která trvá 61 sekund, případně naopak pouze 59 sekund, místo obvyklých 60 sekund.
„Po 30 letech debat ustupuje přestupná sekunda přestupné hodině,“ uvedl doktor Setnam Shemar, hlavní vědecký pracovník oddělení času a frekvence v britském Národním fyzikálním ústavu (NPL). Podle něj toto opatření sníží rizika pro systémy a národní infrastrukturu závislé na přesném měření času, aniž by se přerušila základní vazba mezi globálním časovým standardem a rotací Země.
Hlasování ve Versailles znamená, že koordinovaný světový čas (UTC) se bude moci od astronomického času odchýlit až o jednu hodinu, než bude nutné provést korekci v podobě přestupné hodiny. K takové situaci však podle současných odhadů pravděpodobně nedojde ještě po tisíce let.
„Střídání letního a zimního času, při kterém posouváme hodiny o celou hodinu, už dobře známe a nikomu to zásadně nevadí – snad kromě chvíle, kdy přijdeme o hodinu spánku, nebo ji naopak získáme,“ poznamenal Shemar. Byl členem mezinárodního odborného výboru pro měření času, který zavedení přestupné hodiny navrhl.
Přestupný rok, který je mnohem starší než přestupné sekundy, byl zaveden již před více než dvěma tisíci lety. Jeho cílem je udržovat kalendář v souladu s dobou, kterou Země potřebuje k oběhu kolem Slunce. Proto se přibližně každé čtyři roky přidává na konec února jeden den. Země totiž dokončí oběh kolem Slunce zhruba za 365 a čtvrt dne, nikoli přesně za 365 dní.
Přestupné sekundy jsou naproti tomu poměrně nedávným vynálezem. V roce 1955 sestrojili Louis Essen a Jack Parry z britské Národní fyzikální laboratoře první praktické vysoce přesné cesiové atomové hodiny na světě. Tento přístroj znamenal zásadní průlom v měření času. V roce 1967 pak byla opuštěna astronomická definice sekundy založená na rotaci Země. Od té doby je sekunda formálně definována pomocí frekvence atomu cesia: odpovídá přesně 9 192 631 770 jeho kmitům.
Atomové hodiny jsou mimořádně stabilní a přesné. Jejich schopnost spolehlivě měřit čas je zásadní pro fungování moderních počítačových systémů, telekomunikací, satelitů, obchodních platforem i elektrických sítí. Rotace Země je však mnohem méně pravidelná. Její rychlost ovlivňuje řada přírodních procesů, mimo jiné pohyby roztaveného materiálu v zemském jádru, změny v oceánech a globální proudění vzduchu v atmosféře.
Počítačové servery propojené s atomovými hodinami v britské Národní fyzikální laboratoři v Teddingtonu a s dalšími atomovými hodinami po celém světě. Fotografie: David Gee/Alamy.
Obecně platí, že rotace Země se v dlouhodobém měřítku zpomaluje. V době, kdy asteroid způsobil vyhynutí dinosaurů, trval jeden den přibližně 23,5 hodiny. Aby koordinovaný světový čas (UTC) zůstal v souladu s astronomickým časem, bylo proto od roku 1972 přidáno celkem 27 přestupných sekund.
Tento systém fungoval více než půl století. Vědci však v posledních letech narazili na nový problém, který vyvolal obavy z možných technologických komplikací. Během posledního desetiletí se totiž rotace Země zrychlila. To znamená, že by mohlo být nutné poprvé zavést zápornou přestupnou sekundu, tedy fakticky jednu sekundu z koordinovaného světového času odebrat.
Právě odhad, podle něhož existuje třicetiprocentní pravděpodobnost, že bude v příštím desetiletí nutné zápornou přestupnou sekundu zavést, urychlil rozhodování na konferenci ve Versailles.
„Práce s přestupnými sekundami může být poměrně komplikovaná,“ vysvětlil Shemar. Telekomunikační sítě, elektrické rozvodné soustavy a navigační systémy potřebují mimořádně přesné časové údaje. Pokud však aktualizace softwaru zavede přestupnou sekundu v nevhodnou chvíli, mohou se jednotlivé části systému přestat správně synchronizovat.
„Když byla v roce 2012 zavedena přestupná sekunda, objevily se počítačové systémy, jejichž operační systémy si nedokázaly poradit s minutou dlouhou 61 sekund. Servery zamrzly a přestaly fungovat. Některé systémy vypadly z provozu. Právě takové problémy mohou nastat při přidávání přestupných sekund,“ uvedl Shemar.
Výpadky tehdy postihly například internetové platformy Reddit a LinkedIn. Zpoždění zaznamenaly také lety australské letecké společnosti Qantas. Zavedení záporné přestupné sekundy by mohlo představovat ještě větší riziko. „Mohou existovat softwarové systémy, které nebyly na zápornou přestupnou sekundu vůbec testovány, protože jsme ji dosud nikdy nemuseli zavést,“ upozornil Shemar.
Otestovat všechny počítačové systémy, které spolu komunikují napříč celým světem, by pro firmy znamenalo obrovské finanční náklady. Právě obavy z těchto výdajů a z možných poruch nakonec sehrály zásadní roli při rozhodování o změně dosavadního systému.
Spojené království v minulosti vyjadřovalo výhrady vůči úplnému odstranění přestupných sekund kvůli jejich historické a praktické souvislosti s greenwichským středním časem. Proti změně se postavilo také Rusko. Argumentovalo tím, že by mohla mít dopad na jeho satelitní navigační systém GLONASS.
Centrum pro orientaci Země při Mezinárodní službě rotace Země a referenčních systémů (IERS) v Paříži sleduje změny v rotaci planety i další pohyby, které se promítají do koordinovaného světového času. Právě toto pracoviště také vydává oznámení, kdy je nutné do systému přidat přestupnou sekundu.
Ředitel centra doktor Christian Bizouard výsledek hlasování uvítal. Zároveň však upozornil, že skutečné zavedení přestupné hodiny je otázkou velmi vzdálené budoucnosti.
„Je to svým způsobem filozofická debata, protože pokud by někdy mělo dojít k zavedení přestupné hodiny, stalo by se tak až za velmi, velmi dlouhou dobu,“ uvedl. „Ve skutečnosti tedy pouze odkládáme rozhodnutí na později.“