Como podemos evitar a necessidade de um ano bissexto / segundo?

Dada a velocidade atual da Terra em torno do sol e a taxa atual e o eixo de rotação, qual é a melhor maneira de manter o tempo para evitar um ano bissexto ? Quantas horas devemos ter no dia e dias em um ano manteriam as coisas equilibradas para não precisar adicionar ou remover dias do ano? Além disso, quantos minutos por hora e segundos por minuto devemos ter para evitar um salto de segundo ?

Os anos bissextos existem por dois motivos:

• Não há um número inteiro de dias em um ano.
• As pessoas percebem a necessidade de manter as estações onde estão no calendário.

Diante do exposto, não há como evitar anos bissextos ou algo semelhante. Definir o ano civil como um número fixo de dias (por exemplo, 365 dias) resultaria na mudança das estações em um dia a cada quatro anos.

Os segundos de pulo existem por dois motivos:

• A duração de um dia, medida por um relógio atômico, não é constante.
• As pessoas percebem a necessidade de manter a meia-noite à meia-noite, meio-dia ao meio-dia.

Diante do exposto, não há como evitar segundos bissextos ou algo semelhante. Definir o dia como um número fixo de segundos de relógio atômico (por exemplo, 86400) resultaria em seu relógio e o Sol discordando no meio-dia local, mas em uma quantidade muito pequena.

Dito isto, existem propostas sérias para eliminar segundos bissextos. Algumas pessoas, como as que usam o UTC para registrar as transações financeiras com data e hora, não gostam delas. Até agora, essas propostas foram rejeitadas. A resposta padrão é que não é o UTC que está quebrado; está usando o UTC em um contexto em que não deve ser usado que está quebrado. Se você precisar de uma escala de tempo crescente monotonicamente, use o tempo TAI ou GPS.

Isso realmente não funciona da maneira que você está pensando, pelo menos não de uma maneira prática para a sociedade. O problema é que definimos um dia para ser baseado nas rotações da Terra em relação ao sol, e um ano como uma órbita completa ao redor do sol, e se você encontrar o número de rotações da Terra em uma única órbita, não é uma inteiro (~ 365,24 rotações (dias) em um ano). Para evitar um ano bissexto, você precisará definir o dia de forma que haja um número inteiro de dias em um ano (ou seja, 365 dias exatamente). O problema é que o dia e a noite flutuam em relação aos nossos relógios e, após 2 anos, o dia e a noite mudam. A duração do ano também é variável e não é fundamental. Portanto, para manter esse relacionamento exato, você precisa redefinir constantemente a duração do dia,

O segundo salto tem o mesmo tipo de problema. Queremos definir o número de segundos em um dia como 86400 segundos / dia, mas a rotação da Terra não é constante. Portanto, para evitar que os relógios se desviem, é necessário adicionar segundos bissextos.

Não apenas podemos evitar segundos bissextos, é como costumava funcionar de fato. E existe um sistema mais recente comum que evita o salto de segundos também.

Antes de 1960, os segundos eram definidos como 1/86400 de um dia solar médio. Então, quando variações na rotação da Terra fizeram com que ela ficasse fora de sincronia, um novo dia solar médio poderia ser calculado e dividido por 86400 - alterando a duração do segundo em termos absolutos, esticando ou encolhendo um pouco.

Isso foi uma bagunça, como você pode imaginar. Assim, o segundo foi definido em termos de um número específico de oscilações atômicas que poderiam ser extremamente precisas. Em vez de diminuir e esticar o segundo para manter um número exato deles em um dia, mantemos o segundo fixo e adicionamos ou subtraímos um da contagem (número inteiro) quando precisamos ajustar.

Essas são basicamente as maneiras de manter o tempo de rotação da Terra sincronizado com a hora do relógio - você precisa ceder em algum lugar, alterando a duração do segundo e mantendo a contagem fixa, ou você mantém a duração fixa e altera a contagem. Para alguém que acabou de escrever um programa simples para, digamos, calcular os segundos civis entre dois registros de data e hora UTC, o caminho antigo era mais fácil (uma contagem fixa de segundos entre dois tempos é trivial). Mas se você estiver fazendo cálculos ou experimentos científicos ou de engenharia com grande precisão, é MUITO melhor ter uma duração muito firme de um segundo, sem alterá-la de tempos em tempos - muito pior do que o inconveniente de levar em consideração os segundos bissextos.

Mas, do outro lado, outra abordagem é simplesmente ignorar os segundos bissextos e manter os relógios funcionando continuamente. É assim que o tempo do GPS funciona - ele começou em sincronia com o UTC, mas não foi ajustado nos segundos bissextos desde então, então eles ficam fora de sincronia em um quarto de minuto ou mais (eu não checo há algum tempo). Isso é bom para cálculos orbitais de GPS que ultrapassam os limites de ajuste do segundo salto. No pacote de dados do GPS, há informações sobre o delta atual entre o UTC e o horário do GPS, para que você possa calcular o horário civil a partir do horário do GPS, bem como alguns meses de aviso avançado quando um novo salto será adicionado ou omitido.

Outra resposta sugeriu fazer fila de segundos bissextos e fazer um salto de vários segundos a cada década. Isso realmente não simplifica muito o seu software - agora você precisa permitir minutos com, digamos, 67 segundos, a cada década. É mais fácil lidar com segundos bissextos usando uma tabela e, enquanto isso, nunca fica desligado nem por um segundo. (O padrão permite que sejam adicionados ou omitidos pelo caminho - você pode ter um minuto de 59 segundos ou um segundo de 61 segundos quando precisar de um ajuste. Geralmente é o último.

Oh, outra solução. A organização que realmente rastreou tudo isso foi chamada de Serviço Internacional de Rotação da Terra, posteriormente renomeada para Serviço Internacional de Rotação da Terra e Sistemas de Referência (IERS) . Imagine o caos se eles parassem de ser financiados e a Terra parasse de girar. De qualquer forma, suponho que você poderia simplesmente pedir que eles rodassem com mais consistência. :-)

Sou engenheiro de software e posso falar sobre o problema com segundos bissextos.

Eles são imprevisíveis. Você não sabe com antecedência se terá um. O código que se importa com o número exato de segundos precisará de algum tipo de atualização ou feed para continuar funcionando corretamente.

É também uma etapa que agrega complexidade. Você precisa aguardar um minuto que contenha 61 segundos.

Para a primeira edição, um compromisso que mantenha um rastreamento razoável entre a rotação da Terra e a hora do dia seria permitir tolerância mais fraca. Em vez de ficar dentro de um segundo, corrija-o dentro do cronograma a cada 10 anos. O software não precisa se preocupar com problemas ano a ano, e o relógio permanece 7 segundos (ou ± 4 se você pular adiante) para ser verdadeiro.

Dado que já temos fusos horários, o sol não vai ser exatamente na posição da meia-noite à meia-noite de qualquer maneira , mas vai ser de meia hora à frente ou atrás. Os astrônomos já precisam de um relógio offset especial.