Шта је преступна секунда?
Преступна секунда је једносекундно подешавање које се повремено додаје Координисаном универзалном времену (UTC), глобалном временском стандарду са којим се синхронизују ваш телефон, сервери и сателити. Када се једна дода, последњи минут у дану садржи 61 секунду уместо 60 — сат откуцава кроз 23:59:60 пре него што пређе на 00:00:00.
Преступне секунде звуче безначајно. Нису. Та додатна секунда је оборила велике веб-сајтове, приземљила летове и покренула деценијску расправу међу физичарима, астрономима и софтверским инжењерима. Године 2022. светске временске власти су коначно изгласале њихово укидање. Ево шта је преступна секунда заправо, зашто постоји и зашто одлази у историју.
Зашто преступне секунде постоје
Проблем се своди на два различита начина мерења времена који се не слажу сасвим.
Атомско време је савршено стабилно. Од 1967. године, секунда је дефинисана вибрацијама атома цезијума-133 — 9.192.631.770 вибрација у секунди. Мрежа атомских сатова широм света одржава Међународно атомско време (TAI), и оно је запањујуће правилно: нити убрзава нити успорава.
Земљина ротација није стабилна. Дужина дана, мерена стварним окретањем планете, благо је неправилна. Трење од плиме и осеке, кретање Земљиног растопљеног језгра и промене масе попут топљења ледених плоча утичу на брзину ротације. На дуге стазе, планета генерално успорава, тако да астрономски дан одступа за делић секунде дуже од 86.400 атомских секунди. Ово време засновано на ротацији назива се UT1.
Ако се препусти саме себи, UTC (заснован на стабилним атомским секундама) и UT1 (везан за стварно Сунце на небу) полако би се разишли. Да би остали усклађени, правило је једноставно: UTC никада не сме да одступа од UT1 за више од 0,9 секунди. Кад год се разлика приближи тој граници, преступна секунда се убацује у UTC како би атомско време "сачекало" спорије окретање Земље да га сустигне.
Дакле, преступна секунда је у суштини ручна корекција која одржава наше прецизне атомске сатове у кораку са клатећом планетом на којој заправо живимо.
Кратка историја преступних секунди
Преступне секунде су уведене 1972. године, када је UTC редефинисан да буде заснован на атомском времену, али и даље везан за Земљину ротацију.
Од тада, 27 преступних секунди је додато до 2016. године. Свака до сада је била позитивна — додата секунда, никада уклоњена — јер је Земљина ротација генерално заостајала за атомским временом у том периоду. Последња преступна секунда убачена је 31. децембра 2016. у 23:59:60 UTC.
Након тога уследио је приметан јаз од скоро седам година, јер се Земљина ротација последњих година благо убрзала — довољно да су научници по први пут озбиљно почели да разматрају могућност негативне преступне секунде (уклањање секунде уместо додавања), нешто што се никада није догодило и чега се многи инжењери плаше још више него уобичајене врсте.
Ко одлучује када ће се то догодити?
Преступне секунде нису заказане по фиксном календару. Њих објављује Међународна служба за ротацију Земље и референтне системе (IERS), са седиштем близу Париза, која непрекидно прати ротацију планете.
Када се разлика UT1–UTC приближи 0,9 секунди, IERS издаје билтен — обично око шест месеци унапред — у коме се најављује да ће преступна секунда бити убачена. По конвенцији, убацивања се дешавају на крају 30. јуна или 31. децембра (UTC).
Тих шест месеци унапред је срж инжењерског проблема: распоред је неправилан и непредвидив. Не можете написати формулу која вам говори када ће се следећа преступна секунда догодити, као што можете за преступне године. Морате сачекати да IERS то објави, а затим се побринути да сваки сат у вашем систему то зна.
Зашто инжењери мрзе преступне секунде
За већину људи, додатна секунда је неприметна. За рачунаре који очекују да сваки минут има тачно 60 секунди, минут од 61 секунде је минско поље.
Најпознатији инцидент догодио се 30. јуна 2012., када је убачена позитивна преступна секунда. Чим је наступила, низ система је пао. Reddit је пао, заједно са другим великим сајтовима. Грешка је проистекла из начина на који је Linux кернел обрадио тренутно враћање сата уназад — покренуло је бежање услова које је заситило процесоре сервера. Системи за резервацију авио-карата засновани на погођеном софтверу такође су пријавили сметње, одлажући пријаве. Слични проблеми појавили су се и у ранијим преступним секундама.
Основни проблеми су структурни:
- Догађај је редак, тако да се кодови за обраду преступних секунди готово никада не извршавају и ретко тестирају у стварним условима.
- Време изгледа као да стоји или се понавља, а много софтвера тихо претпоставља да се време само помера напред, монотоно.
- Распоред је непредвидив, тако да системи морају да преузму и верују спољној најави уместо да сами израчунају подешавање.
Пошто савремени прекид може да се прошири на финансијска тржишта, телекомуникационе мреже и облачне платформе, једна лоше обрађена секунда може бити заиста скупа.
Google-ов "Leap Smear" заобилазни пут
Уместо да примени преступну секунду у једном наглом скоку, Google је пионирски применио приступ назван leap smear. Уместо да убаци пуну секунду у поноћ, Google-ови сервери распоређују корекцију на дужи временски период — обично ~24 сата око догађаја — чинећи сваку секунду неприметно дужом (или краћом).
Током размазивања, ниједан сат никада не показује 23:59:60 и ниједан сат се никада не враћа уназад; време једноставно тече веома "споро" током дана док се додатна секунда тихо не апсорбује. Софтвер види глатки, монотони сат и никада не наилази на опасни ивични случај. Amazon, Meta и други усвојили су сличне стратегије размазивања, и то је постало де факто техника преживљавања за системе великих размера.
Квака: размазани сат намерно одступа од званичног UTC сатима — у реду за већину услуга, али главобоља када га треба ускладити са неразмазаним системима. То је заобилазни пут за проблем за који је индустрија све више сматрала да уопште не би требало да постоји.
Ако радите са епохалним временом, имајте на уму да Unix vremenski pečat уопште не броји преступне секунде — Јуникс време једноставно претвара да сваки дан има тачно 86.400 секунди, што је део разлога зашто стварно подешавање изазива толико трења.
Одлука из 2035: Преступне секунде укинуте
Расправа је достигла врхунац на 2022. Генералној конференцији за тегове и мере (CGPM) — међународном телу које управља метричким системом и дефиницијом секунде.
Делегати су усвојили историјску резолуцију: пракса додавања преступних секунди биће заустављена до 2035. године. Од тог тренутка, UTC ће моћи да одступа од UT1 за више од тренутне границе од 0,9 секунди, а толеранција ће бити поново преговарана касније — вероватно дозвољавајући да разлика расте деценијама, можда до минута или више, пре него што се уопште размотри било каква корекција.
У практичном смислу, то значи да UTC постаје глатка, континуирана временска скала без више изненадних минута од 61 секунде. Астрономи којима је заиста потребно време Земљине ротације и даље могу директно да користе UT1; сви који покрећу рачунаре добијају сат коме коначно могу да верују да ће се понашати. Промена замењује малено, споро акумулирајуће неслагање са Сунцем за елиминацију понављајућег извора глобалног техничког ризика.
Често постављана питања
Да ли је икада преступна секунда уклоњена уместо додата?
Не. Свих 27 преступних секунди убачених од 1972. године биле су позитивне — додата секунда. Негативна преступна секунда (прескакање са 23:59:58 на 00:00:00) никада се није догодила, иако је недавно брже окретање Земље накратко учинило једну стварном могућношћу пре него што је одлука из 2035. учинила цело питање безначајним.
Да ли преступне секунде утичу на временске зоне?
Не директно. Временске зоне су фиксни помераји у односу на UTC који се управљају кроз базе података попут IANA baza vremenskih zona. Преступна секунда подешава сам UTC, тако да се свака зона помера за исти тренутак истовремено — помераји између зона се никада не мењају.
Да ли ће се мој рачунарски сат променити 2035. године?
Нема видљиве промене за кориснике. Након 2035, сатови једноставно престају да примају повремену преступну секунду. UTC ће полако одступати од астрономског времена током многих година, али је то одступање превише мало да би се приметило у свакодневном животу.
Која је разлика између UTC, TAI и UT1?
TAI је чисто атомско време, савршено стабилно. UT1 је време засновано на стварној Земљиној ротацији. UTC је свакодневни стандард: ради на атомским секундама попут TAI, али је одржаван усклађеним са UT1 помоћу преступних секунди. Од 2016. године, UTC је тачно 37 секунди иза TAI.
Зашто једноставно не пустимо да се сат и Сунце разиђу?
То је у суштини оно што одлука из 2035. ради. Неслагање расте тако споро — реда величине минут по веку — да ће бити потребне генерације да постане значајно, а до тада се једнократна корекција може планирати намерно уместо да се крпи сваких неколико година.
Радознати како машине заправо броје време испод свега овога? Преступне секунде потпуно нестају у епохалном времену — испробајте наш Konvertor Unix vremenskog pečata да видите тачно како рачунари прате секунде које откуцавају.