Секунда координации

Постоянно, по причине того, что вращение Земли замедляется, приходится добавлять секунду координации. Могли бы мы ускорить вращение Земли так, чтобы она нам больше не понадобилась?

— Антон (Берлин, Германия)

Вращение Земли замедляется. Это раздражает.

Раздражает в том числе и потому, что стандарты времени из-за этого становятся все сложнее. У нас и так слишком много временных стандартов, включая:

• TAI^[#]↲Международное атомное время. — Прим. пер.↳ — отслеживается по атомным часам, которые игнорируют все движение Земли.
• UT0 и UT1^[#]↲Всемирное время. — Прим. пер.↳ — основано на точном измерении вращения Земли.
• GPS^[#]↲GPS — время, основанное на атомных часах, расположенных на спутниках и на наземных пунктах управления системы глобального позиционирования. Время GPS было синхронизировано 6 января 1980 года в 00:00. — Прим. пер.↳ — стандарт времени, используемый в спутниках GPS.
• UTC^[#]↲Всемирное координированое время. — Прим. пер.↳ — стандарт, используемый в компьютерной индустрии, который похож на TAI, но с учетом секунд координации для синхронизации с Землей.
• TDT, TBT, TCB и TCG^[#]↲Динамическое время. — Прим. пер.↳ — даже хуже предыдущих.

Это приносит разную мелкую головную боль, в основном программистам. Например, на смартфоне время в GPS отличается на 16 секунд от времени по системным часам. Так происходит потому, что системные часы используют всемирное координированое время (с секундами координации), а GPS — нет. Они были синхронны в январе 1980 года и, вероятно, больше не будут никогда.

Полмиллиарда лет назад (когда Земле было 4 миллиарда лет, а не 4,5) сутки длились не 24 часа, а 22. День стал длиннее из-за действия приливных сил Луны.

Грубо говоря, приливные силы работают так: Луна поднимает на Земле выпуклости, но с вращением нашей планеты они смещаются в сторону от спутника. Гравитация Луны пытается притянуть эти выпуклости назад, что создает замедляющий планету крутящий момент:

Странно, но на деле Земля замедляется не так сильно, как, казалось бы, должна от действия приливных сил. Основная причина расхождения состоит в том, что во время последнего ледникового периода континенты были вдавлены вниз под весом ледников и все еще возвращаются на место. Это приводит к смещению масс к полюсам, ближе к оси вращения:

Это заставляет нас вращаться быстрее, ну или, по крайней мере, позволяет замедляться не так быстро.

Сейчас каждый день на 0,8 миллисекунд длинее значения в 86 400 секунд, при котором секунды координации были бы не нужны.

Эта разница колеблется со временем в зависимости от погоды и других эффектов (она в самом деле немного уменьшилась в 1990-х). Хотя в долгосрочной перспективе разрыв однозначно будет увеличиваться с замедлением Земли.

Если мы хотим избавиться от координационных секунд, нужно заставить Землю вращаться с более постоянной скоростью. Значит, придется ускорить Землю и сократить каждый день на 0,8 миллисекунд.

Это серьезная проблема. Вот несколько способов, которые не будут работать:

Вращаться против часовой стрелки на стуле. Временно изменит скорость вращения Земли, но совсем незначительно.

Установить ракетные двигатели на экваторе. Не сработает, поскольку выхлопы, выпускаемые в атмосферу, вернут момент Земле за счет сопротивления воздуха — это как пытаться разогнать велосипед, толкая его в ручки руля. Если бы двигатели каким-то образом были закреплены над атмосферой, они могли бы замедлить Землю, но не настолько, чтобы достигнуть нашей цели.

Вызывать большие землетрясения. Это может изменять продолжительность дня, но даже такие землетрясения не будут достаточно мощными, чтобы на что-то повлиять.

В конце концов остается только одно решение — ударить Землю астероидом.

При наличии достаточного времени мы могли бы отправить космический корабль (с капитаном в лице анти-Брюса Уиллиса), чтобы совершать повторяющиеся облеты кометы. Через некоторое время гравитационное возмущение смогло бы перенаправить комету на такой курс, чтобы она столкнулась с Землей. Попав по Земле под правильным углом, мы придадим ей толчок:

Даже если комета и загорится в атмосфере, ее момент передастся поверхности за счет сопротивления воздуха (это займет несколько дней). Потребуется примерно десять лет, чтобы ядро синхронизировалось с земной корой, так что нужно тщательно планировать расписание бомбардировок, чтобы не разогнать кору сверх меры.

А вот и плохие новости: чтобы получить достаточный крутящий момент, нам придется бить по Земле камнями с интенсивностью порядка миллиарда литров в секунду (это в семь раз больше, чем объемный расход воды в Амазонке). Это все равно, что шестимильный астероид — убийца динозавров, — прилетающий раз в пару дней. Человечество, да и жизнь в принципе, не выдержит такую бомбардировку долго.

Как насчет постоянного потока астероидов поменьше?

Пусть, скажем, астероид B-612 из «Маленького принца» четырех метров в диаметре и состоит из камня. Чтобы поддерживать нужное давление, в атмосферу должно входить около пятидесяти тысяч таких астероидов в секунду.

К сожалению, устойчивый метеоритный дождь с больших высот принесет в атмосферу столько же энергии, сколько дали бы ежедневные колоссальные удары, и итоговая дань смерти будет та же. Семь миллиардов человек, плюс четыре миллиарда Маленьких принцев в день.

Но, по крайней мере, мы можем перестать беспокоиться о секундах координации.