Schrikkelseconde blijft voorlopig

De internationale telecommunicatie-unie ITU houdt de schrikkelseconde voorlopig in stand. Op een bijeenkomst in Génève besloten de betrokken wetenschappers dat er meer studie nodig is voor de seconde eventueel wordt afgeschaft.

door

Afschaffing van de schrikkelseconde zou het werk van bijvoorbeeld beheerders van computernetwerken makkelijker maken. Nadeel is dan wel dat de tijd gaat schuiven ten opzichte van de beweging van de zon.

Wie zijn klok tot op de laatste decimaal nauwkeurig wil hebben blijft sleutelen. De aarde draait nu eens langzamer, dan weer sneller rond zijn as. Daardoor duurt een etmaal nooit precies 24 uur. In de loop van een paar jaar kan het verschil tussen echte daglengte en de stand van de klok oplopen tot een seconde of meer. Om de officiële tijd (Coordinated Universal Time – UTC) in de pas te houden met het dagritme voegen tijdswaarnemers sinds 1972 soms schrikkelsecondes in, waardoor een jaar een seconde langer duurt. De laatste van de 22 schrikkelsecondes viel zeven jaar geleden, en eind 2005 staat de volgende gepland.

Daglengte sinds 1975. Door allerlei effecten verandert de omwentelingssnelheid van de aarde continu. Aangegeven is hoeveel millisecconde elk jaar langer duurde dan de nominale 86400 sec.

Afschaffen?

Niet iedereen is blij met de constante finetuning van de UTC. Wie alleen een gladde stroom van secondes wil, zal het weinig interesseren dat de opkomsttijd van de zon verschuift. Beheerders van gesynchroniseerde computernetwerken hebben daar bijvoorbeeld baat bij. Op een bijeenkomst in Génève in november 2005 kwam een voorstel onder de hamer om de hele schrikkelseconde af te schaffen. Het plan van de Amerikaanse initiatiefnemers is om oplopende verschillen tussen het dagritme en de UTC op te sparen tot een uur: dat kan later worden vereffend.

“Sinds de invoering in 1972 is er gemiddeld elk anderhalf jaar één schrikkelseconde bij de jaarlengte opgeteld”, zegt tijdspecialist Gerrit de Jong van het Nederlands MeetInstituut (NMI). Voor de klok een minuut achterloopt gaat dus bijna een eeuw voorbij.

De Britse Royal Astronomical Society wilde de schrikkelseconde redden. Het grootste deel van de mensheid werkt namelijk op zonnetijd en hoewel een paar schrikkelsecondes meer of minder geen grote verschuiving vormen, wilde de RAS de zonnetijd en UTC in de pas houden. Wetenschappers die onderzoek doen waarbij de zonnetijd belangrijk is (zoals sterrenkundigen, weer- en klimaatonderzoekers maar ook satellietontwerpers die rekening houden met de omloop van de aarde) hebben er net zo goed belang bij dat de schrikkelseconde blijft.

De F1-atoomklok van het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) is een van de nauwkeurigste ter wereld. Deze klok heeft een relatieve fout van ongeveer 1×10-15; dat komt neer op één seconde verkeerd tellen in zo’n 10 miljoen jaar! bron: NIST

Debat

RAS-secretaris Mike Hapgood stelde in september voor een breed debat te houden over de schrikkelseconde. “De RAS is bang dat het onderwerp tot nu toe alleen in een kleine kring van specialisten is besproken”, stelt hij in een persbericht. “Ook buiten de wetenschap en techniek zijn betrokkenen die moeten kunnen meebeslissen in deze discussie. Denk aan de gevolgen als de wettelijke tijd niet meer klopt met de echte jaarlengte.”

Volgens De Jong is die discussie al lang gehouden. De verantwoordelijke ITU-werkgroep begon al in 2000 met enquêtes onder allerlei instanties, waaronder de RAS en andere tegenstanders van de afschaffing. “We hebben geprobeerd politici erbij te betrekken, maar het bleek erg moeilijk hun aandacht te krijgen voor dit onderwerp”, vertelt De Jong.

De NMI-medewerker verbaasde zich er eerder dit jaar over dat de RAS publiek de aandacht zocht voor de schrikkelseconde. “Het is makkelijk een persbericht uit te sturen. Maar uit jaren van overleg is geen oplossing gekomen die iedereen kan bekoren. In november stemmen we in Génève of de schrikkelseconde wordt afgeschafd; als de werkgroep niet unaniem voor stemt, gaat het niet door.” De voorstanders van afschaffing hebben dan geen enorm probleem. “Iedereen die een nauwkeurige tijdsmeting nodig heeft weet ruim van te voren wanneer er een schrikkelseconde aankomt. Daar is goed rekening mee te houden.”

De Fountain Cesium Clock is het populairste ontwerp voor een atoomklok. Lasers dwingen cesium-atomen in een balletje en koelen ze tegelijkertijd af. Daarna wordt de bal omhoog getikt (het fontein-effect) en gaat daarbij door een bad van microgolven. Op de weg terug wordt met een laatste laser gekeken hoeveel atomen energie uit het bad op hebben genomen: die reageren met een lichtflits. Bij de resonantiefrequentie van cesium, een goed bepaald getal, nemen bijna alle atomen energie op: die microgolffrequentie is de standaard waar alle andere klokken op vertrouwen.
bron: NIST

Variabel

Astronomen van de International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) in Parijs houden bij hoe snel de aarde om haar as draait. Ze timen de omloop van sterren langs de hemel met hun eigen atoomklokken en bepalen daarmee of de UTC-klok aangepast moet worden. De draaisnelheid van de aarde wisselt van jaar tot jaar door allerlei effecten.

Dat komt bijvoorbeeld door hogere of lagere temperaturen. Wanneer poolijs smelt en als water naar de evenaar beweegt, remt de aarde af. Het effect is te vergelijken met een kunstschaatster die haar armen uitstrekt tijdens een pirouette. Omgekeerd zorgt massa die naar de aardas toebeweegt voor een snellere omloop. Bij de aardbeving bij Sumatra van 26 december 2004 bewoog de Indisch-Australische plaat onder de Pacifische: armen ingetrokken voor de aard-pirouette. Volgens NASA’s Benjamin Fong Chao is de daglengte er 2,68 microseconde door gekrompen. De Jong: “In de grafieken zie je zo’n klein effect niet terug. De ruis van andere verschijnselen overstemt het helemaal.”

Griezelig

Voor fans van een ononderbroken tijdstroom, zonder lastige ingevoegde schrikkelsecondes, is er trouwens altijd nog de internationale atoomtijd TAI. Die wordt bepaald aan de hand van griezelig nauwkeurige atoomklokken. Een van de nauwkeurigste is eigendom van het Amerikaanse NIST (National Institute of Standards and Technology) en loopt maar één seconde per miljoen miljoen jaar verkeerd. Honderden atoomklokken worden gekoppeld om de TAI vast te stellen. Wie zich aan de atoomtijd houdt leeft wel in een iets andere wereld dan de rest van de mensheid: omdat aan TAI sinds zijn invoering in 1958 nooit is gerommeld, zitten er nu 32 secondes tussen de TAI en UTC. Voor nauwkeurigheid moet je soms offers brengen.