Základním historicky užívaným etalonem pro měření času bylo, až do nedávné doby, v řádu několika desítek let, otáčení naší planety kolem osy. Jedna otočka trvá přesně 23 hodin, 56 minut a 4,09 sekundy – tuto hodnotu astronomové označují jako siderický den. Náš dvaceti čtyř hodinový systém pak závisí na otočení Země s ohledem na pozici Slunce. Rozdíl necelých čtyř minut denně jde na vrub oběhu Země kolem Slunce. Před několika desítkami let dovolil vývoj atomových hodin vědcům zaznamenávat plynutí času s řádově vyšší přesností. Bylo tak možné začít měřit délku dne až na milisekundy. To vedlo ke zjištění, že rotace naší planety je ve skutečnosti mnohem proměnlivější, než se v minulosti předpokládalo.
Hned v úvodu je vhodné podotknout, že pomalejší či rychlejší rotace, v rozsahu, který odborníci zaznamenávají, nijak zásadně neovlivňuje praktický život na naší planetě. Důvody změny jsou poměrně dobře známé – na rychlost otáčení má vliv například gravitace Měsíce, eroze hor či, možná poněkud překvapivě, i pouhé sněžení.
Nesoulad mezi rotací Země a časem, který měříme atomovými hodinami, bývá řešen přidáním „přestupné sekundy“. Tomuto fenoménu jsme se již několikrát věnovali i v Zákrytovém zpravodaji. Cílem dosud výhradně vkládání přestupných sekund bylo vyrovnávat nepatrné rozdíly mezi délkou dne dle atomových hodin a průměrnou délkou dne dle slunečního času, daného rotací Země.
Přestupná sekunda se zařazuje o půlnoci světového času, a to buď 31. prosince nebo 30. června. V praxi to funguje tak, že po čase 23:59:59 následuje čas 23:59:60 a teprve poté 00:00:00. Podobně lze sekundu i ubrat – v takovém případě by po čase 23:59:58 následoval rovnou čas 00:00:00. Ale v praxi k tomuto kroku odborníci zatím nikdy nemuseli přikročit.
Až dosud bylo nutné sekundy pouze přidávat, neboť rotace Země v uplynulých desetiletích trvale zpomalovala. Země podle měření prováděných atomovými hodinami od roku 1973 průběžně zpomalovala svoji rotaci, což bylo připisováno především slapovému působení Měsíce, který rotaci Země „přibrzďuje“. Jeho konkrétní vliv pozorujeme nejnápadněji u přílivu a odlivu.
V posledních několika letech se ale zdá, že se trend obrátil a planeta se začala točit rychleji. Vědci například upozornili na 19. červenec 2020, jako na den, který byl o 1,4602 milisekundy kratší než standard. Předchozí rekord v čase jedné otočky byl naměřen 5. července 2005, ale v průběhu roku 2020 byl překonán hned 28krát. Ve středu 29. června 2022 jsme se dočkali dalšího rekordu. Země dokončila rotaci kolem své osy v nejrychlejším čase, jaký byl kdy zaznamenán od začátku měření. Získaná hodnota udává, že den byl kratší o 1,59 milisekundy.
Vědci hlídající přesný čas si začali klást otázku, zda k rychlejší rotaci nemohlo nějakým způsobem přispět globální oteplování, které způsobuje mizení sněhové pokrývky ve vysokých nadmořských výškách. Pro tuto hypotézu však v současnosti neexistují žádné prokazatelné důkazy. Dnes lze s jistotou říci pouze to, že zrychlování Země je realitou.
Vědci předpokládají, že v letošním roce bude průměrný den kratší o 0,05 milisekundy, což v celkovém součtu může přinést rozdíl asi 19 milisekund za rok. Pokud se nastolený trend udrží, bude nutné v zájmu udržení synchronizace hodin s „reálným časem“ v následujících letech možná poprvé použít „negativní přestupnou sekundu“.
Někteří vědci se domnívají, že prodlužující dny by mohly být realitou i po dalších 50 let. Proč tomu tak je, se ale můžeme zatím jen dohadovat. Jednou možností je již zmíněné globální oteplování, na pólech totiž kvůli němu roztává led a snižuje tak na těchto místech váhu planety. Další teorie zmiňují seismickou aktivitu nebo pohyby v tekutém jádru planety. Za jevem může být také takzvaný Chandlerův výkyv, změna pohybu zemské osy s periodou 432-433 dnů, který představuje změnu pouhých 9 metrů, takže bývá zpravidla, s výjimkou velmi přesných systémů měření, zcela zanedbáván.
Rozdíly v délce dní jsou však zanedbatelné pouze zdánlivě. Zavádění přestupných sekund je už i dnes nezbytné, aby se odchylky rotačního a atomového času nerozcházely. Jinak by totiž způsobily problémy pro měření atomových hodin, které se využívají například v systému GPS.
Na druhou stranu se případné negativní přestupné vteřiny mohou stát problémem pro počítačové systémy. Technologičtí giganti včetně společností Meta nebo Microsoft vyzvaly k tomu, aby byly přestupné vteřiny, které bývají již nyní občas přidávány do rovnoměrně plynoucího času, zrušeny. Hodiny totiž při přidání vteřiny navíc přeskočí z 23:59:59 na 23:59:60, než se vrátí na 00:00:00 – a takový časový skok způsobuje pád programů nebo poškození dat kvůli časovým značkám na datovém úložišti. Podobně, pokud by došlo k zavedení negativních přestupných sekund, hodiny by se změnily z 23:59:58 na 00:00:00, což by podle společnosti Meta mohlo mít „zničující vliv na software spoléhající se na časovače nebo plánovače“. Teprve budoucnost ukáže, jaké řešení odborníci předloží a jak se do budoucna vyrovnáme s rozcházením rotačního a atomového času.