مع إعلان المنظمة المسؤولة عن ضبط الوقت العالمي تصويت العلماء والممثلين الحكوميين المجتمعين، الجمعة الماضية، خلال اجتماع لهم في فرنسا على إلغاء الثواني الكبيسة بحلول عام 2035، برز اهتمام أكبر بالساعة الذرية ومحاولة معرفتها أكثر.
والثواني الكبيسة تضاف بشكل دوري إلى الساعات لتعويض الفرق بين الوقت الذري الدقيق ودوران الأرض الأبطأ.
وتسبب الثواني الكبيسة مشاكل لأنظمة تتطلب تدفقا دقيقا وغير متقطع للوقت، مثل الملاحة عبر الأقمار الصناعية والبرمجيات والاتصالات والتجارة وحتى السفر عبر الفضاء، وشكل تنظيمها معضلة للمكتب الدولي للأوزان والمقاييس (BIPM)، القائم على التوقيت العالمي المنسق (UTC)، وهو التوقيت المعياري المتفق عليه دوليا الذي يحدد العالم من خلاله ساعاته.
وحصل قرار وقف إضافة الثواني الكبيسة بحلول عام 2035 على موافقة 59 دولة عضوا في مكتب BIPM، وأطراف أخرى مشاركة في المؤتمر العام للأوزان والمقاييس الذي يُعقد كل أربع سنوات في قصر فرساي غرب باريس.
وقالت رئيسة قسم الوقت في المكتب الدولي للأوزان والمقاييس باتريسيا تافيلا لوكالة فرانس برس إن «القرار التاريخي» سيسمح «بالتدفق المستمر للثواني من دون الانقطاعات التي تسببها حاليا الثواني الكبيسة غير المنتظمة».
وأوضحت في رسالة عبر البريد الإلكتروني «سيدخل التغيير حيز التنفيذ بحلول عام 2035 أو قبله».
دقة أشد
أدى ظهور الساعات الذرية التي تستخدم تواتر الذرات كآلية لقياس الوقت، إلى إرساء دعائم عصر أكثر دقة بكثير على صعيد ضبط الوقت، لكن دوران الأرض الأبطأ قليلا يعني أن الوقتين غير متزامنين، ولسد هذه الفجوة، بدأ اعتماد الثواني الكبيسة في عام 1972، وأضيفت مذاك 27 ثانية على فترات غير منتظمة كان آخرها في عام 2016.
وبحلول عام 2035، سيُسمح للفرق بين الوقت الذري والفلكي بالنمو بقيمة أكبر من ثانية واحدة، وستُجرى مفاوضات لإيجاد اقتراح بحلول عام 2035 لتحديد تلك القيمة وكيفية التعامل معها.
التوقيت الذري الدولي
يعرف بأنه نظام التوقيت العالمي الرسمي المستخدم منذ سنة 1972 والمستند إلى الساعات الذرية والثانية الواحدة من التوقيت الذري تساوي ثانية واحدة من التوقيت الديناميكي.
والتوقيت الذري يتماشى والتوقيت العالمي بإضافة الثواني الكبيسة.
والتوقيت العالمي المنسق (UTC) هو أساس التوقيت المدني العالمي المستخدم حاليا، حيث يتم الاحتفاظ بمعيار 24 ساعة بواسطة ساعات ذرية عالية الدقة جنبا إلى جنب مع دوران الكرة الأرضية.
وقد اعتمد هذا المعيار من مراكز التوقيت في العالم للحفاظ على تزامن جداولها الزمنية أو تنسيقها.
تصحيح متباعد
تقدم الساعة الذرية المعيار الأكثر دقة للوقت اليوم، الخطأ المقدم منها صغير جدا لدرجة أنه يحتاج إلى تصحيح مرة واحدة تقريبا كل عدة عشرات الملايين من السنين، ولذا تستخدم الساعة الذرية كنقطة مرجعية أكثر موثوقية من خلال خدمات الوقت الدقيقة حول العالم.
وتضبطه نحو 400 ساعة ذرية منتشرة في 50 مركزا بحثيا حول العالم، تحتوي معظم المختبرات على ساعة السيزيوم تحت تصرفهم.
يتم إرسال جميع المؤشرات إلى غرفة الأوزان والمقاييس التي تقع في فرنسا، حيث يتم إصدار المتوسط المرجح للتوقيت العالمي للجمهور بعد معالجة البيانات.
ويعد معيار التوقيت العالمي UTC نقطة البداية في التوقيت القياسي حول العالم، وقد تم تعيينه ليحل محل توقيت جرينتش (GMT).
الساعة الذرية
ـ اخترعها العالم الأمريكي وليام ليبي عام 1948
ـ تعتمد على تردد الرنين الذري لضبط الوقت
ـ تعد أدق الساعات توقيتا حتى الآن
ـ مقدار الخطأ ثانية كل 30 مليون سنة تقريبا
ـ اعتمدت معيارا للتوقيت العالمي
ـ أشهرها ساعة السيزيوم، وساعة الروبيديوم وهي أقل دقة من الأولى
ـ ساعة الروبيديوم أرخص بكثير من ساعة السيزيوم
- تصل قيمة الساعة الذرية المصممة بالسيزيوم إلى آلاف الدولارات
ـ سعر الساعة الذرية المصممة بالروبيديوم 200 دولار أمريكي
ـ حجمها كبير، فأصغرها حجما أبعادها (10 سم * 10 سم * 10 سم)
استعمالاتها
ـ في التطبيقات التي تتطلب مقاييس زمنية غاية في الدقة مثل أقمار تحديث الإحداثيات (جي بي إس).
ـ تضبط تزامن شبكة الإنترنت في شتى أنحاء العالم
ـ تضبط تشغيل نظام الملاحة العالمي
ـ تستخدم في تحديد مواقع الأجرام السماوية
ـ في متابعة حركة المركبات الفضائية
ـ في تحديد الوقت اللازم لتحرك الكواكب والنجوم والظواهر الفلكية
ـ تضبط شبكات توزيع ونقل الطاقة الكهربائية وحركة المواصلات وحركة الطائرات
والثواني الكبيسة تضاف بشكل دوري إلى الساعات لتعويض الفرق بين الوقت الذري الدقيق ودوران الأرض الأبطأ.
وتسبب الثواني الكبيسة مشاكل لأنظمة تتطلب تدفقا دقيقا وغير متقطع للوقت، مثل الملاحة عبر الأقمار الصناعية والبرمجيات والاتصالات والتجارة وحتى السفر عبر الفضاء، وشكل تنظيمها معضلة للمكتب الدولي للأوزان والمقاييس (BIPM)، القائم على التوقيت العالمي المنسق (UTC)، وهو التوقيت المعياري المتفق عليه دوليا الذي يحدد العالم من خلاله ساعاته.
وحصل قرار وقف إضافة الثواني الكبيسة بحلول عام 2035 على موافقة 59 دولة عضوا في مكتب BIPM، وأطراف أخرى مشاركة في المؤتمر العام للأوزان والمقاييس الذي يُعقد كل أربع سنوات في قصر فرساي غرب باريس.
وقالت رئيسة قسم الوقت في المكتب الدولي للأوزان والمقاييس باتريسيا تافيلا لوكالة فرانس برس إن «القرار التاريخي» سيسمح «بالتدفق المستمر للثواني من دون الانقطاعات التي تسببها حاليا الثواني الكبيسة غير المنتظمة».
وأوضحت في رسالة عبر البريد الإلكتروني «سيدخل التغيير حيز التنفيذ بحلول عام 2035 أو قبله».
دقة أشد
أدى ظهور الساعات الذرية التي تستخدم تواتر الذرات كآلية لقياس الوقت، إلى إرساء دعائم عصر أكثر دقة بكثير على صعيد ضبط الوقت، لكن دوران الأرض الأبطأ قليلا يعني أن الوقتين غير متزامنين، ولسد هذه الفجوة، بدأ اعتماد الثواني الكبيسة في عام 1972، وأضيفت مذاك 27 ثانية على فترات غير منتظمة كان آخرها في عام 2016.
وبحلول عام 2035، سيُسمح للفرق بين الوقت الذري والفلكي بالنمو بقيمة أكبر من ثانية واحدة، وستُجرى مفاوضات لإيجاد اقتراح بحلول عام 2035 لتحديد تلك القيمة وكيفية التعامل معها.
التوقيت الذري الدولي
يعرف بأنه نظام التوقيت العالمي الرسمي المستخدم منذ سنة 1972 والمستند إلى الساعات الذرية والثانية الواحدة من التوقيت الذري تساوي ثانية واحدة من التوقيت الديناميكي.
والتوقيت الذري يتماشى والتوقيت العالمي بإضافة الثواني الكبيسة.
والتوقيت العالمي المنسق (UTC) هو أساس التوقيت المدني العالمي المستخدم حاليا، حيث يتم الاحتفاظ بمعيار 24 ساعة بواسطة ساعات ذرية عالية الدقة جنبا إلى جنب مع دوران الكرة الأرضية.
وقد اعتمد هذا المعيار من مراكز التوقيت في العالم للحفاظ على تزامن جداولها الزمنية أو تنسيقها.
تصحيح متباعد
تقدم الساعة الذرية المعيار الأكثر دقة للوقت اليوم، الخطأ المقدم منها صغير جدا لدرجة أنه يحتاج إلى تصحيح مرة واحدة تقريبا كل عدة عشرات الملايين من السنين، ولذا تستخدم الساعة الذرية كنقطة مرجعية أكثر موثوقية من خلال خدمات الوقت الدقيقة حول العالم.
وتضبطه نحو 400 ساعة ذرية منتشرة في 50 مركزا بحثيا حول العالم، تحتوي معظم المختبرات على ساعة السيزيوم تحت تصرفهم.
يتم إرسال جميع المؤشرات إلى غرفة الأوزان والمقاييس التي تقع في فرنسا، حيث يتم إصدار المتوسط المرجح للتوقيت العالمي للجمهور بعد معالجة البيانات.
ويعد معيار التوقيت العالمي UTC نقطة البداية في التوقيت القياسي حول العالم، وقد تم تعيينه ليحل محل توقيت جرينتش (GMT).
الساعة الذرية
ـ اخترعها العالم الأمريكي وليام ليبي عام 1948
ـ تعتمد على تردد الرنين الذري لضبط الوقت
ـ تعد أدق الساعات توقيتا حتى الآن
ـ مقدار الخطأ ثانية كل 30 مليون سنة تقريبا
ـ اعتمدت معيارا للتوقيت العالمي
ـ أشهرها ساعة السيزيوم، وساعة الروبيديوم وهي أقل دقة من الأولى
ـ ساعة الروبيديوم أرخص بكثير من ساعة السيزيوم
- تصل قيمة الساعة الذرية المصممة بالسيزيوم إلى آلاف الدولارات
ـ سعر الساعة الذرية المصممة بالروبيديوم 200 دولار أمريكي
ـ حجمها كبير، فأصغرها حجما أبعادها (10 سم * 10 سم * 10 سم)
استعمالاتها
ـ في التطبيقات التي تتطلب مقاييس زمنية غاية في الدقة مثل أقمار تحديث الإحداثيات (جي بي إس).
ـ تضبط تزامن شبكة الإنترنت في شتى أنحاء العالم
ـ تضبط تشغيل نظام الملاحة العالمي
ـ تستخدم في تحديد مواقع الأجرام السماوية
ـ في متابعة حركة المركبات الفضائية
ـ في تحديد الوقت اللازم لتحرك الكواكب والنجوم والظواهر الفلكية
ـ تضبط شبكات توزيع ونقل الطاقة الكهربائية وحركة المواصلات وحركة الطائرات