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うるう秒とは?1日が1秒長くなる理由を簡単に解説!

2016/07/11 [本日] 1 views [累計] 154 views

uruu-byou
1日の長さは24時間ですよね。
それが、ごくたまにですが、1日の長さが24時間1秒になる時があるんです!

うるう年であれば、4年に一度、2月29日という1日が追加され、普通に生活している人も大きく影響をうけます。
しかし、うるう秒は1日の長さに1秒が追加されるだけ。
生活にもほぼ影響はないと思いますが、一体何故なのか気になるところです。

というわけで、何故うるう秒というものが存在するのか、わかりやすくまとめてみました。

(Author: アール)

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そもそも『1日の長さ』『1秒の長さ』ってどのように決まったの?

1日の長さはどうやって決められたのか?

1日の長さは、地球の自転を基準としています。
つまり、地球が一回転する時間を24時間と定義しました。

具体的には、19世紀(1820年頃)の時点における地球の自転速度をもとにして、24時間が定義されました。

そして、1秒はどのように定義されたか?

皆さんご存知のように、1時間は60分、1分は60秒ですから、
1日の長さ(つまり24時間)が定義されれば、1秒という長さも定義されますね。

しかし、地球の自転速度に依存しちゃうと、時間の長さが変わったりするんじゃないの?
なんて思いませんか?

そうなんです。
地球の自転速度は変化しています!

地球全体の海水や氷河などの分布の変化、地球内部核の運動変化、潮の満ち干き等が影響して、地球の自転速度は変わっているんですね。

でも、変わってるといっても、ごくわずかです。
19世紀時点での1日の長さに比べて、2015年時点での1日の長さは、0.001秒長くなっているとか、その程度の話です。
但し、1日の長さは短期的にも変動しています。例えば1972年では0.003秒長く、1990年では0.002秒長かったです。1日の長さが、人間の感覚では全くわからない程度に長くなる時もあれば、短くなるときもあります。

さて、ここでまた一つ疑問がでてきました。
1日の長さが昔に比べて0.001秒長くなった事をどうやって判断できるのでしょうか?
何か地球の自転速度に頼らずに、1日はどれくらいの長さで、1秒はどれくらいの長さかを測る絶対的な指標のようなものがないと判断できません。

で、答えちゃうんですが、
1秒は、セシウム原子の振動数で測ることになっています。

1967年に、国際的に
『セシウム原子が91億9263万1770回振動する時間が1秒』
と定義されました。

さらに言うと、先ほど『19世紀(1820年頃)の時点における地球の自転速度をもとにして24時間が国際的に定義された』と言いましたが、
1秒の定義も、この時点(1820年頃)での1秒の長さをもとにしています。

セシウム原子の振動する速度はほぼ不変のようですし、今では、これをもとに超正確な原子時計というのが作られていますね。

それでは、うるう秒が追加される理由とは?

時間の長さについて簡単にまとめるとこんな感じですね。

【1日の長さについて】
地球の自転速度という天体運動をもとに、1日の長さが決めれている。よって、1日の長さは、変動しているものである。

【1秒の長さについて】
現在では、1秒の長さは『セシウム原子が91億9263万1770回振動する時間』であり、これはほぼ不変といって良い。

現在では、1日の長さは24時間と0.001秒である。
つまり、0.001秒の差が積み重なると、1000日後には地球の自転運動に対して、時計の針が1秒早くなってしまう。
このような状態を回避するために、『うるう秒』なるものを挿入して、地球の自転と実際の時計の針を無理やり合わせこんでるという事ですね。

うるう秒は、1日あたり0.9秒以上の差がでないように調整が施されるようで、誤差が大きくなった時の6月末、12月末に実施されることになっています。

次にうるう秒が追加される日は?

次は2016年12月31日にうるう秒が追加される事が決まっています。
具体的には、12月31日23時59分59秒の次に『60秒』をうるう秒として追加します!
普段であれば『59 ⇒ 0』ですけど、この日は『59 ⇒ 60 ⇒ 0』となります。

なので、時計の針を見て『Happy New Year!』とやろうとすると、1秒早くフライングしてしまいますのでご注意を(笑)!!

とはいっても、実はこれは世界標準時間での話。
イギリスあたりであれば、まさにHappy New Yearのタイミングなんですが、日本の場合、世界標準時より8時間進んでいます。

よって、日本では、
2017年午前8時59分60秒
がうるう秒として追加されます。

まとめ

世間一般の人には、ほぼ関係ないであろう「うるう秒」。
そんな一般の方には関係ない話の裏にも壮大なドラマがあったんですね(笑)!

1秒の長さは『セシウム原子が91億9263万1770回振動する時間』だなんて、SF大好きな理系魂をくすぐりますね!

時間という概念に再び興味をもてた気がします!
今度はタイムマシンの記事でも書こうかなと思います。

最後まで読んでいただきありがとうございました!!