Du har sikkert vænnet dig til, at februar får en ekstra dag hvert fjerde år, når det er skudår.
Den ekstra skuddag blev indført, fordi Jorden bruger omkring 365 og en kvart dag på at bevæge sig én gang rundt om Solen.
Hvis vi ikke havde skuddage, ville jævndøgn og solhverv, som markerer årstidernes begyndelse, falde stadig senere i kalenderen, og årstiderne ville derfor begynde på stadig senere datoer.
I årtusinder har et døgn været defineret som den tid, Jorden bruger på at rotere én gang om sin egen akse, men Jordens rotation er ikke helt regelmæssig, og for at opnå større præcision er moderne tidsmåling derfor gået væk fra at bruge Jordens rotation som udgangspunkt.
Skudsekunder sørger for, at vores tidsmåling følger Jordens daglige rotation
Det har skabt en forskel mellem den måde, et sekund tidligere blev defineret på, og den måde, det defineres på i dag.
Med tiden kan der opstå en forskel på flere sekunder mellem den tid, vores ure viser, og Jordens rotation.
For at løse problemet bruger man såkaldte skudsekunder. Ligesom skudår holder vores kalender i takt med Jordens kredsløb om Solen, sørger skudsekunder for, at vores tidsmåling følger Jordens daglige rotation.
Men i oktober 2026 kan en international organisation, der sætter standarderne for tidsmåling, beslutte at ændre måden, skudsekunder bliver indsat på.
Som rumforsker ved jeg, hvor afgørende tidsmåling er for forskning i fysik. Fysikernes målinger er blevet stadig mere præcise, i takt med at vores måde at måle tid på har ændret sig.
Sekundets historie
De systemer, vi mennesker bruger til at måle tid, har udviklet sig gennem de seneste århundreder.
Oprindelsen til døgnet på 24 timer kan spores tilbage til det andet årtusinde før vores tidsregning, hvor de gamle egyptere inddelte både dagen og natten i 12 dele. Fordi dagens og nattens længde varierer i løbet af året, varierede længden af de enkelte dagtimer og nattetimer også.
Den græske astronom Hipparchos, der levede i det andet århundrede før vores tidsregning, begyndte senere at bruge en inddeling af døgnet i 24 timer af samme længde til astronomiske beregninger.
Opdelingen af en time i 60 minutter med 60 sekunder i hvert minut har også rødder i astronomien. 60-talssystemet, hvor man regner med 60 som grundtal, stammer fra de sumeriske og babylonske civilisationer i Mesopotamien. Tallet 60 er særligt praktisk, fordi det kan deles med mange forskellige tal uden at give decimaler.
Omkring år 150 tog den græske astronom Klaudios Ptolemaios 60-talssystemet i brug til at måle planeternes bevægelser. Han inddelte hver vinkelgrad i 60 dele og hver af disse i yderligere 60 mindre dele.
På latin blev de senere kaldt partes minutae primae, som direkte oversat betyder 'de første små dele', og partes minutae secundae, der betyder 'sekundære smådele'. Det var dette system, der med tiden gav os ordene 'minut' og 'sekund'.
Flere århundreder senere, efterhånden som de mekaniske ure blev mere præcise, begyndte man også at bruge disse astronomiske inddelinger til at måle tid. Med udgangspunkt i de systemer, Ptolemaios og hans efterfølgere havde udviklet, blev et gennemsnitligt soldøgn inddelt i 24 timer, hver med 60 minutter à 60 sekunder. Det giver 86.400 sekunder.
Men det blev først muligt at måle tiden med en præcision på et sekund, da Christiaan Huygens opfandt penduluret i 1657. I et pendulur svinger et ophængt lod frem og tilbage i en fast rytme.
Så længe man tager højde for forskelle i Jordens tyngdekraft, bruger alle penduler af samme længde lige lang tid på et sving. Det gav en standardiseret måde at måle tid på.
Skuddag og skudsekund
I forlængelse af penduluret brugte forskere yderligere tre århundreder på at udvikle systemer, der kunne måle tid præcist og efter en fælles standard, så alle ure verden over kunne vise den samme tid.
Undervejs blev definitionen af et sekund ændret flere gange. Til sidst fandt forskerne løsningen i cæsiumatomet.
I 1967 vedtog Generalkonferencen for Mål og Vægt, som er en mellemstatslig organisation, der fastlægger målestandarder, og som i dag har over 100 medlemslande, en ny definition baseret på atomet cæsium-133.
Cæsium-133-atomer fungerer som usædvanligt præcise ure. Når atomet skifter mellem to bestemte energitilstande, udsender det stråling, der svinger med en bemærkelsesværdig stabil frekvens, ligesom et pendul. Forskerne definerede ét sekund som præcis 9.192.631.770 af disse svingninger.
Den koordinerede universaltid, UTC, bygger på atomure, der anvender cæsium-133. Derfor kan der med tiden opstå en forskel mellem UTC og UT1, som er baseret på Jordens rotation.
Forskellen skyldes både kortvarige uregelmæssigheder i Jordens rotationshastighed og en meget langsom, langsigtet opbremsning af rotationen, som hovedsageligt skyldes Månens tyngdekrafts påvirkning af Jordens oceaner.
Forskellen mellem et døgn på 86.400 atomsekunder og et døgn målt ud fra Jordens rotation er mindre end 4 millisekunder. Det lyder måske ikke af meget, men i løbet af et år kan forskellen vokse til en brøkdel af et sekund.
Siden 1972 har de ansvarlige for tidsmålingen tilføjet 27 positive skudsekunder til UTC med meget uregelmæssige mellemrum. Formålet har været at holde forskellen mellem UTC og UT1 under 0,9 sekunder. Det seneste skudsekund blev indsat ved udgangen af 2016.
Slut med skudsekundet?
Når man med mellemrum lægger et ekstra sekund til urene, kan det skabe problemer for computersystemer, der kræver stor præcision. Mange computerstyresystemer bygger på en antagelse om, at et døgn varer 86.400 sekunder, og at tiden bevæger sig fremad i en forudsigelig, ubrudt rækkefølge.
Når man indsætter et skudsekund, bryder man med begge antagelser. På dage, hvor der indsættes et skudsekund, springer urene et sekund på det fastsatte tidspunkt. Døgnet varer dermed 86.401 sekunder.
I 2012 oplevede hjemmesiden Reddit for eksempel et nedbrud, efter at der var blevet indsat et skudsekund 30. juni. Andre systemer blev også ramt, blandt andet Linux-kernen og visse Java-baserede programmer.
På grund af denne slags hændelser bruger mange store teknologivirksomheder, blandt andet Google og Meta, en metode kaldet 'smearing', hvor det ekstra sekund bliver fordelt i små, gradvise justeringer over en længere periode i stedet for at blive indsat på én gang.
Presser på for helt at afskaffe skudsekundet
Det er ikke en enkel opgave, og virksomhederne presser derfor kraftigt på for helt at afskaffe skudsekundet.
I 2022 besluttede Generalkonferencen for Mål og Vægt, at den maksimalt tilladte forskel mellem UTC og UT1 skulle øges senest i 2035. Planen var at nå til enighed om en ny maksimumgrænse på konferencens møde i 2026.
En af de faktorer, der har sat fart på beslutningen, er, at Jorden siden omkring 2015 har gennemgået en periode med usædvanligt hurtig rotation. I kalenderåret 2020 registrerede de ansvarlige for tidsmålingen 28 døgn, hvor Jorden nåede at rotere en hel omgang, inden der var gået 86.400 atomsekunder.
Det korteste døgn, der er målt i de moderne atomures tidsalder, fandt sted 29. juni 2022, hvor Jorden roterede én gang om sin egen akse på 1,59 millisekunder mindre end de normale 86.400 sekunder.
Hvis Jorden fortsætter med at rotere så hurtigt, kan det på et tidspunkt blive nødvendigt at indføre historiens første negative skudsekund. Vi har ikke erfaring med, hvordan computersystemer generelt ville håndtere det, og derfor er det blevet mere presserende at finde en løsning.
Generalkonferencen for Mål og Vægt mødes 13.-15. oktober 2026. Her overvejer man et udkast til en resolution, som fra 20. maj 2027 vil gøre UTC til en sammenhængende tidsskala uden pludselige indsættelser af skudsekunder.
Resolutionen vil tillade, at forskellen mellem UTC og UT1 vokser til helt op til 3.600 sekunder, altså en time. Det svarer til at erstatte skudsekundet med en ‘skudtime’.
Resolutionen fastlægger dog ikke en tidsplan for, hvornår der i givet fald skal indsættes korrektioner på en hel time. Det vil ikke blive nødvendigt med en skudtime i flere århundreder.
Vil jeg kunne mærke forskellen?
Urene på din smartphone, bærbare computer og andre elektroniske apparater viser sjældent sekunder. Derfor er indsættelsen af skudsekunder som regel gået ubemærket hen for alle andre end de metrologer, der har ansvaret for de forskellige tidssystemer.
Efterhånden som UTC og UT1 får lov til at glide længere fra hinanden, bliver astronomer, geoforskere og andre, der bruger data om Jordens orientering, nødt til at tage højde for den voksende tidsforskel, når de skal sammenholde deres observationer og målinger med den officielle tid.
Navigation efter Solens, Månens og stjernernes positioner kræver, at man kender det præcise tidspunkt, hvor observationerne er foretaget. Folk, der navigerer efter himmellegemerne, bliver derfor nødt til at tage højde for den voksende forskel mellem UTC og UT1, når de skal bestemme deres nøjagtige position på Jorden.
Når du navigerer med et kompas, skal du tage højde for forskellen mellem placeringen af Jordens magnetiske og geografiske poler. Det gør du ved at korrigere for den lokale magnetiske misvisning, som er vinklen mellem den retning, kompasset peger, og retningen mod geografisk nord.
Software på smartphones kan gøre det automatisk.
En lignende metode findes allerede til at omregne mellem UTC, UT1 og andre tidsskalaer, der bruges i dag. Hvis resolutionsudkastet bliver vedtaget, vil det blive en vigtigere del af præcis tidsmåling at holde styr på forskellene mellem tidsskalaerne, især den gradvise forskydning mellem UTC og UT1.
Snart kan det være slut med skudsekunder. Men skudåret bliver, for vi vil stadig gerne have, at årstiderne falder, som de plejer.
Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.
