¿Cómo podemos evitar necesitar un año bisiesto / segundo?

Dada la velocidad actual de la Tierra alrededor del sol y la velocidad actual y el eje de rotación, ¿cuál es la mejor manera de mantener el tiempo para evitar un año bisiesto ? ¿Cuántas horas deberíamos tener en el día y los días en un año para mantener las cosas equilibradas para no tener que agregar o quitar días del año? Además, ¿cuántos minutos por hora y segundos por minuto deberíamos tener para evitar un segundo intercalar ?

Los años bisiestos existen por dos razones:

• No hay un número entero de días en un año.
• Las personas perciben la necesidad de mantener las estaciones en el calendario.

Dado lo anterior, no hay forma de evitar los años bisiestos, o algo similar. Definir el año calendario como un número fijo de días (por ejemplo, 365 días) daría como resultado que las estaciones cambien un día por cuatro años.

Los segundos bisiestos existen por dos razones:

• La duración de un día medida por un reloj atómico no es constante.
• La gente percibe la necesidad de mantener la medianoche a medianoche, mediodía al mediodía.

Dado lo anterior, no hay forma de evitar los segundos bisiestos, o algo similar. Definir el día como un número fijo de segundos de reloj atómico (p. Ej., 86400) daría como resultado que su reloj y el Sol no estén de acuerdo en el mediodía local medio, pero por una cantidad muy pequeña.

Dicho esto, hay propuestas serias para eliminar los segundos bisiestos. A algunas personas, como las que usan UTC para sellar las transacciones financieras, no les gustan. Hasta ahora, esas propuestas han sido rechazadas. La respuesta estándar es que no es UTC lo que está roto; está usando UTC en un contexto en el que no debe usarse que está roto. Si necesita una escala de tiempo monótonamente creciente, use el tiempo TAI o GPS en su lugar.

Esto realmente no funciona de la forma en que está pensando, al menos no de una manera práctica para la sociedad. El problema es que definimos un día que se basará en las rotaciones de la Tierra en relación con el sol, y un año como una órbita completa alrededor del sol, y si encuentra el número de rotaciones de la Tierra en una sola órbita, no es un entero (~ 365.24 rotaciones (días) en un año). Para evitar un año bisiesto, deberá definir el día de modo que haya un número entero de días en un año (es decir, 365 días exactamente). El problema con esto es que el día y la noche se desviarán en relación con nuestros relojes, y después de 2 años, el día y la noche cambiarán. La duración del año también es variable y no fundamental, por lo que para mantener esta relación exacta, tendrías que redefinir constantemente la duración del día,

El segundo salto tiene el mismo tipo de problema. Queremos definir el número de segundos en un día como 86400 segundos / día, pero la rotación de la Tierra no es constante. Entonces, para evitar que los relojes se desvíen, debe agregar segundos intercalares.

No solo podemos evitar los segundos bisiestos, de hecho así es como solía funcionar. Y hay un nuevo sistema común que también evita los segundos de salto.

Antes de 1960, los segundos se definían como 1/86400 de un día solar medio. Luego, cuando las variaciones en la rotación de la Tierra hacen que se desincronice, se puede calcular un nuevo día solar medio y dividirlo entre 86400, cambiando la longitud del segundo en términos absolutos, estirándolo o encogiéndolo muy ligeramente.

Eso fue un desastre, como te puedes imaginar. Entonces, el segundo se definió en términos de un número específico de oscilaciones atómicas que podrían hacerse extremadamente precisas. En lugar de reducir y estirar el segundo para mantener un número exacto de ellos en un día, mantenemos el segundo fijo y sumamos o restamos uno del recuento (entero) cuando necesitamos ajustar.

Esas son más o menos las formas de mantener la sincronización de la rotación de la tierra sincronizada con nuestro tiempo de reloj: necesita dar algo en algún lugar, ya sea cambiando la duración del segundo y manteniendo el conteo fijo, o mantenga la longitud fija y cambie el conteo. Para alguien que simplemente escribe un programa simple para, por ejemplo, calcular los segundos civiles entre dos marcas de tiempo UTC, la forma antigua era más fácil (un recuento fijo de segundos entre dos veces es trivial). Pero si está haciendo cálculos o experimentos científicos o de ingeniería con gran precisión, es MUCHO mejor tener una duración fija de un segundo, sin cambiarla de vez en cuando, mucho peor que la inconveniencia de tener en cuenta los segundos bisiestos.

Pero la forma, otro enfoque es ignorar los segundos bisiestos y mantener sus relojes funcionando continuamente. Así es como funciona el tiempo del GPS: comenzó sincronizado con UTC, pero no se ha ajustado por los segundos intercalares desde entonces, por lo que no están sincronizados por un cuarto de minuto más o menos (no lo he verificado desde hace un tiempo). Eso es bueno para los cálculos orbitales GPS que cruzan los límites de ajuste del segundo salto. En el paquete de datos GPS hay información sobre el delta actual entre la hora UTC y la hora GPS para que pueda calcular la hora civil a partir de la hora GPS, así como algunos meses de advertencia anticipada cuando se va a agregar u omitir un nuevo segundo salto.

Otra respuesta sugirió poner en cola los segundos de salto y hacer un salto de varios segundos cada década. Eso no simplifica mucho su software, aunque ahora tiene que permitir minutos con, digamos, 67 segundos, cada década. Es más fácil lidiar con los segundos bisiestos usando una tabla y, mientras tanto, nunca estar apagado ni siquiera por 1 segundo. (El estándar permite que se agreguen u omitan por cierto; podría tener un minuto de 59 segundos o un minuto de 61 segundos cuando necesite un ajuste. Generalmente es lo último).

Oh, otra solución. La organización que realmente siguió todo esto se llamó Servicio Internacional de Rotación de la Tierra, luego renombrado como Servicio Internacional de Rotación y Sistemas de Referencia de la Tierra (IERS) . Imagine el caos si dejaran de ser financiados y la Tierra dejara de girar. De todos modos, supongo que podrías pedirles que lo roten de manera más consistente. :-)

Soy ingeniero de software y puedo hablar sobre el problema con segundos de salto.

Son impredecibles No sabe con mucha anticipación si tendrá uno. El código que se preocupa por la cantidad precisa de segundos necesitará algún tipo de actualización o feed para continuar funcionando correctamente.

También es un paso que agrega complejidad. Debe dejar pasar un minuto que contenga 61 segundos.

Para el primer problema, un compromiso que mantenga un seguimiento razonable entre la rotación de la Tierra y la hora del día sería permitir una tolerancia más flexible. En lugar de estar dentro de un segundo, corríjalo según lo programado cada 10 años. El software no tiene que preocuparse por los problemas año por año, y el reloj permanece 7 segundos (o ± 4 si avanza) a verdadero.

Dado que ya tenemos zonas horarias, el sol no estará exactamente en la posición de medianoche a la medianoche de todos modos, sino que estará media hora adelante o atrás. Los astrónomos ya necesitan un reloj de compensación especial.