回顾：地球“加快”自转速度，一天已不足24小时，这意味着什么？

时间要开始加速流逝，人类或许该做些微调整了。

这话听着有点不可思议，甚至令人感到有点中二，不过类似的话语却是从科学家的口中说出。如果不是事出有因，他们也不会玩这么一出，这到底是怎么回事呢？

时间是人类描述物质运动过程或事件发生过程的一个参数

这还是得回到时间的问题上，不过这次不涉及高深的物理学研究，就是简单的地球自转问题。因为科学家发现地球自转似乎变得越来越快了，从上世纪70年代开始，他们就已经有这种预感了。而来到现在，这种感觉似乎更加强烈。

地球的自转、公转和四季的形成

地球自转速度究竟变快了多少？为什么地球的自转速度会变快？科学家又是如何收集到这样的变化数据的呢？人类能感受到时间流动速度的变化吗？本文将从原子钟测量、地球自转变化影响这两个方面来回答这些问题。接下来就一起看看，地球自转速度突然加快，一天已不足24小时，这意味着什么？到底是什么情况？

时间与地球概念图

时间是怎么来的

关于时间的测量问题，最原始的办法就是看日出日落，有光干活，没光休息。后来古人为了更好地测量时间变化，学会了利用影子变化以及月相和日相规律来总结时间。

至于为什么是24小时制，很大程度上和数学计算有关，主要涉及到一个进制关系。另一方面，有人猜测可能是和人类手指骨节数量有关，早期的时间统计非常原始，因此便利用手指骨节来记录时刻变化。

手的骨骼示意图

现代科技可不允许这么粗糙的时间计算，必须要保证时间的精准度，同时还要考虑全球的时差问题，一方面是为了统一时间计算和方便人们生活。另一方面在于，当今的许多尖端物理实验和理论研究离不开对时间的把控和计算，时间越精准，能够得到的数据结果越准确。

因此科学家发明了一个原子钟的设备，这是世界上最精准的时钟。

该设备利用了原子共振频率标准来计算及保持时间的准确，但它并不是放射性计时，而是使用电子转变能级时释放的精确微波讯号来记录时间。它的精准度也十分强大，大约是600万年误差1秒。

1955年首次出现原子钟

有人也许会问，搞一个这么精确的时钟有什么意义？事实上原子钟是间接给人类使用的，要是用它来调整手表时差真的就大炮打蚊子了。原子钟的意义在于它能够精准地控制电视广播和全球定位系统卫星的信号。

CPT原子钟的原理图

由于卫星在太空中运行，一定程度上脱离了地球，在相对论的影响下，卫星的时间便会和地球的时间出现偏差，这时就需要原子钟来校准。别看只有几纳秒的差距，长期如此不仅会让信号失准，还会影响卫星的控制。

另一点在于，如今无线电信号被广泛使用，各种信号发射都需要考虑到一个传输延迟的问题，因此在发射时间上能够表现得越准确，不确定性因素便会越小。

空间冷原子钟对全球导航定位系统有着极为重要的作用

在说完这些之后，现在我们应该明白，时间的准确性对现代人类生活有多么重要。而地球时间变化主要来自于地球自转的影响，这是早期太阳系形成后，地球完成聚合后的角动量变化的结果。地球的自转与公转形成了时间的体验，自转快慢直接影响到地球地表的阳光照射持续时间。

因此时间的快慢主要来自于科学家对地球自转速度的记录，那这份记录又是从何开始的呢？

地球的自转产生昼夜交替

时间加速

自从有了原子钟后，科学家们对时间的记录便到了一种“强迫症“的地步，时间变化从1970年开始就被科学家察觉到不太对劲。地球的自转速度在反复的变化，尽管很微弱，但这要求人们不得不将自己手表上的时间与原子钟进行协调，由此在时间上被增加了27个闰秒。

最早的一份记录来自于2005年，当年最快的一天比预期时长快了0.5毫秒。到了2016年，这一纪录又被打破，当时的新年前夕，人们为了让时间和地球自转速度相匹配，因此世界各地的时钟都被暂停了1秒。

地球时间与太阳之间的关系

从那个时候开始，科学家们就开始考虑要不要整一个负闰秒，因为地球的自转速度似乎越来越快。而现在的时间已经从一周的循环上出现了一点变化，周日的时候，以太阳时间为基础的一天仅有23小时59分钟59.9998927秒。然而到了周一，时间又会重新回到24小时多那么一点点。

但在2020和2021年里，时间的加速记录又被打破了，2020年成为了历史上最快的一年，2021年地球进入了加速状态。从天文学上讲，2020年的时间是最快的，一共有28次跳秒，当年最短的一天在7月5日，比完整的一次地球自转要快上1.4602毫秒。

地球自转模拟图

这一变化使得国际计时员又重新调整了一次时间记录，世界时间与天文时间的偏差消除了0.4秒时。并且还在6月底和12月底为年份计数增加闰秒，这才让天文时间和原子钟重新对齐。而2021年的变化使得平均一天的时间被缩短了0.05秒，已不足24小时，而这一年，原子时间增加了19毫秒的延迟。

要说这意味着什么，短期之内还看不出来，因为时间的差异非常微弱，受到影响最大的还是在天上漂浮着的卫星和各种通讯系统。除非地球的自转速度每小时超过28390公里加速，离心力克服重力，体重降低之类的问题才会出现。

天文观测时间系统

同时这还会影响海洋的活动，海浪和洪水的活动会更加频繁，而且破坏力更强，地球大部分地球都会被淹没。另外自转变得太快也会导致风速增加，科里奥利效应会影响风的移动方向，随着自转加快，对流圈会收缩。这时的气候会出现更多的旋风、飓风以及龙卷风之类的强力风流。

不过我们不用担心地球会加速到这么快，自转的角动量还没有达到这种高速旋转的效果。除非有外力帮助，比如超级大地震。普通人还是别太操心时间快慢的问题了，但科学家更担心影响这种自转速度变化的因素。

科里奥利效应：外力使运动的物体偏离最初的直线路径

是谁调快了时钟？

目前关于日长变化的几个因素主要来自于月球和太阳的潮汐效应，包括地球内部的核幔耦合，包括地球上的质量分布状态。地震活动、冰川作用、海洋活动和地球磁场变化都会影响一天的长度，但究竟是哪一个地方是现在影响最大的一点呢？

人类可以阻止地球自转速度加快这一进程吗？

科学家把注意力转向了最近两年的时间变化上，他们认为导致时间缩短的因素应该来自气候变化。2020年观测到的厄尔尼诺现象使得太平洋同一地区变得更冷，根据美国国家海洋和大气管理局的说法，这种气象变化会导致地球自转速度降低，而拉尼娜现象则相反。

厄尔尼诺现象和拉尼娜现象

德国汉堡马克斯普朗克气象研究所的研究人员认为，全球变暖应该是主要的问题。为了预测这种可能性，相关工作人员利用计算机进行了一个简单的模拟。

研究小组的模拟表明，随着海洋温度的升高，由此产生的环流变化将会导致地球质量净转移到高纬度地区，这会更靠近地球的自转轴，所以地球的自转速度得到了加快。该模型预测，到了2200年，一天的长度将会减少0.12毫秒。

地球海洋表层环流图

另一方面则是担忧全球变暖带来的冰架活动，冰层变化、冰架坍塌都在一点点地改变着地球质量分布。而对全球变暖提供加速效应的正是人类，一切又回到了事情的开始。

地球在最近的三十年内损失了超过28万亿吨冰

来自时间的加速，我们可以不用操心，但这也从侧面展现了全球变暖对世界的影响之大，甚至干扰到了时间。人类需要的或许不是校准时间，而是改变当下。