La Terre est-elle sur la bonne voie pour le premier bond négatif ?
Qu’est-ce qu’une seconde intercalaire ?
Qu’est-ce que l’équation du temps ?
La Terre enregistre son jour le plus court de tous les temps – 1,59 millisecondes plus rapide qu’un jour standard
La Terre établit un nouveau record du jour le plus court
La Terre continue de tourner plus vite, mais pourquoi ? timeanddate vérifie les derniers chiffres.
Le jour le plus court de l’ère de l’horloge atomique
La Terre a enregistré son jour le plus court depuis que les scientifiques ont commencé à utiliser des horloges atomiques pour mesurer sa vitesse de rotation.
Le 29 juin 2022 , la Terre a effectué un tour en 1,59 milliseconde en moins de 24 heures . Il s’agit du dernier d’une série de records de vitesse pour la Terre depuis 2020.
La rotation fluctuante de la Terre
La Terre tourne une fois toutes les 24 heures par rapport au Soleil, c’est pourquoi le Soleil semble se lever et se coucher tous les jours.
En général, sur de longues périodes, la rotation de la Terre ralentit. Chaque siècle, la Terre prend quelques millisecondes ou plus pour effectuer une rotation (où 1 milliseconde équivaut à 0,001 seconde).
Dans ce modèle général, cependant, la vitesse de rotation de la Terre fluctue. D’un jour à l’autre, le temps que met la Terre pour effectuer une rotation augmente ou diminue d’une fraction de milliseconde.
Durée du jour
Les scientifiques qui étudient la rotation de la Terre utilisent le terme « durée du jour » pour parler de la lenteur ou de la vitesse de rotation de la Terre.
La durée du jour est la différence entre le temps qu’il faut à la Terre pour tourner une fois sur son axe et 86 400 secondes (soit 24 heures).
Lorsque la durée du jour augmente, cela signifie que la Terre tourne plus lentement. Lorsqu’il diminue et devient un nombre négatif, la Terre tourne plus rapidement.
This astronomical clock took five years to be made. pic.twitter.com/kUqxwANxC4
It shows a 400 year perpetual calendar, equation of time, sidereal time, Sun/Moon rise and set, Moon's phase and age, tides, solar/lunar eclipses, planisphere, tellurium, and https://t.co/L4sgdZef3L…— Massimo (@Rainmaker1973) March 23, 2023
Terre pressée
Ces dernières années, la Terre a accéléré. En 2020 , timeanddate a rapporté que la Terre avait atteint ses 28 jours les plus courts depuis le début des mesures quotidiennes précises à l’aide d’horloges atomiques dans les années 1960.
Le jour le plus court de tous en 2020 était de -1,47 milliseconde le 19 juillet.
La Terre a continué à tourner rapidement en 2021 , bien que le jour le plus court de l’année en 2021 ait été légèrement plus long qu’en 2020.
Maintenant, en 2022 , les choses se sont accélérées à nouveau. Le 29 juin, la Terre a établi un nouveau record du jour le plus court de l’ère de l’horloge atomique : -1,59 millisecondes .
La Terre est-elle sur la bonne voie pour le premier bond négatif ?
La Terre se stabilise après une récente accélération de sa vitesse de rotation. Mais, en moyenne, il tourne toujours en avance sur son programme de 86 400 secondes par jour. Dans l’état actuel des choses, une seconde intercalaire négative pourrait être nécessaire dans les dix prochaines années.
Au milieu de la tourmente générale de 2020, la Terre a pris une accélération .
De manière générale, par rapport au Soleil, notre planète tourne une fois toutes les 86 400 secondes . Cela équivaut à 24 heures, soit un jour solaire moyen . En pratique, le temps que prend la Terre pour effectuer un tour complet varie en millisecondes (où 1 milliseconde équivaut à 0,001 seconde).
Depuis les années 1960, les scientifiques mesurent la durée d’une journée solaire à l’aide d’horloges atomiques très précises . Celles-ci ont montré que notre planète tourne normalement un peu lentement. La durée moyenne d’une journée en 2019, par exemple, était de 0,39 milliseconde supérieure à 86 400 secondes.
Cette rafale de vitesse s’est poursuivie en 2021. Mesurée entre le 1er janvier et le 30 juin, la durée moyenne d’une journée en 2021 était de 0,39 milliseconde de moins qu’en 2020.
Puis, au troisième trimestre de l’année, les choses se sont calmées. Entre le 1er juillet et le 30 septembre, la durée moyenne d’une journée en 2021 était une fraction plus longue – 0,05 milliseconde de plus – qu’en 2020. Le record du jour le plus court de 2020 n’a pas été amélioré en 2021, bien que la Terre soit à quelques millièmes d’un milliseconde le 9 juillet.
Le graphique suivant compare la durée du jour au cours de 2020 et 2021. Les jours de l’année, du 1er janvier au 31 décembre*, courent le long de l’axe horizontal. La durée de chaque jour, donnée comme la différence en millisecondes au-dessus ou au-dessous de 86 400 secondes, s’étend le long de l’axe vertical. Lorsque la Terre tourne lentement, la durée du jour est un nombre positif ; quand il tourne vite, c’est un nombre négatif.
Toujours en train de tourner vite
Si la différence entre UT1 et UTC atteint 0,5 seconde , cela peut déclencher l’introduction d’une seconde intercalaire négative , où une seconde est soustraite à nos horloges. Au rythme actuel de rotation de la Terre, une seconde intercalaire négative pourrait se déclencher dans une dizaine d’années . Les décisions concernant les secondes intercalaires sont prises par le Service international de la rotation terrestre et des systèmes de référence (IERS) à Paris.
Les secondes intercalaires n’ont rien de nouveau – il y en a eu 27 depuis l’introduction de ce système en 1972. Cependant, comme la Terre tourne généralement un peu lentement, elles ont toutes été des secondes intercalaires positives , où une seconde est ajoutée à nos horloges.
Le spectre d’une seconde intercalaire négative
Une seconde intercalaire négative serait problématique, pense Dennis McCarthy , ancien directeur du temps à l’ Observatoire naval des États-Unis (USNO), et membre d’un groupe de travail sur la prédiction à l’IERS. « Tant de logiciels ont été conçus avec une seconde intercalaire positive à l’esprit », a-t-il déclaré à timeanddate.com. « Jusqu’à récemment, on pensait qu’une seconde intercalaire négative ne se produirait jamais. » Dans le passé, des propositions ont été faites pour abolir complètement les secondes intercalaires. Cela reste une idée controversée et les discussions sont au point mort depuis de nombreuses années. « Une bonne chose à propos du spectre d’une seconde intercalaire négative est qu’elle pourrait aider à concentrer les esprits », déclare le Dr McCarthy.
Nous ne savons pas ce qui se passera ensuite
Une seconde intercalaire négative sera-t-elle nécessaire au cours de la prochaine décennie ? Le fait est que nous n’en avons aucune idée. Les variations de la vitesse de rotation de la Terre sont le résultat du mouvement complexe de son noyau liquide, des océans et de l’atmosphère, ainsi que d’autres effets.
« Nous avons essayé de modéliser les choses en interne pour les deux prochaines années ou plus », nous dit Nick Stamatakos , l’un des représentants de l’USNO au conseil d’administration de l’IERS. « Mais nous avons du mal à prévoir plus de six mois ou un an à l’avance. »
L’imprévisibilité de la rotation de la Terre
Le tableau suivant montre comment la durée du jour a varié depuis 1830. (Bien que la première horloge atomique au monde n’ait été développée qu’en 1948, les enregistrements historiques des occultations lunaires fournissent des informations sur la rotation de la Terre dans le passé. Une occultation lunaire est l’endroit où la Lune passe dans devant une étoile.)
La plupart des gens ne remarqueront pas une seconde manquante
Qu’une seconde négative se produise ou non, elle serait plus facile à gérer qu’une seconde positive, selon Adalbert Michelic , administrateur système principal chez timeanddate.com.
Qu’est-ce qu’une seconde intercalaire ?
De temps en temps, nous ajoutons une seconde intercalaire à nos horloges pour les synchroniser avec la rotation de la Terre.
MISE À JOUR : La fin des secondes intercalaires ?
En novembre 2022, la Conférence générale des poids et mesures (CGPM) – un organisme international qui décide des normes mondiales de mesure des choses – a adopté une résolution demandant à l’Union internationale des télécommunications (UIT) d’envisager de modifier la façon dont nous définissons le temps civil.
À Sunnyvale , la seconde intercalaire précédente a eu lieu le samedi 31 décembre 2016 à 15 h 59 min 60 s. L’heure UTC était le 31 décembre 2016 à 23:59:60.
Les horloges atomiques ne tiennent pas compte de la rotation de la Terre.
Seconde intercalaire suivante
La prochaine date possible est le 31 décembre 2023. Cependant, la rotation de la Terre a été relativement rapide ces derniers temps, il est donc peu probable que des secondes intercalaires soient ajoutées dans un proche avenir. Dans tous les cas, nous publierons la date de la prochaine seconde intercalaire ici dès qu’elle aura été officiellement annoncée.
Pourquoi avons-nous besoin de secondes intercalaires ?
Nous ajoutons des secondes intercalaires de temps en temps pour nous assurer que nos horloges reflètent la rotation de la Terre aussi précisément que possible. La vitesse à laquelle notre planète tourne autour de son axe fluctue quotidiennement, et elle ralentit très légèrement avec le temps.
L’ajout d’une seconde intercalaire crée une minute avec 61 secondes et un jour avec 86 401 secondes au lieu des 86 400 habituelles.
Environ une seconde tous les 1,5 ans
Un jour terrestre moyen dure environ 0,002 seconde de plus que 24 heures . La différence atteint une seconde en environ 1,5 ans. Cependant, la vitesse de rotation de la Terre fluctue constamment, de sorte que la fréquence réelle des secondes intercalaires peut varier.
Ajouté le 30 juin ou le 31 décembre
Sur une horloge numérique, une seconde intercalaire indique 23:59:60 ou 23:59:60.
Une horloge atomique à Greenwich, Royaume-Uni
La science derrière les secondes intercalaires
Le temps universel coordonné (UTC) est la norme de temps mondiale, et chaque fuseau horaire est défini en étant un certain nombre d’heures ou de minutes en avance ou en retard sur UTC.
À la base, UTC suit le temps atomique international (TAI) . Cette échelle de temps combine la sortie de quelque 200 horloges atomiques très précises entretenues dans des laboratoires du monde entier.
Les horloges atomiques sont trop précises
L’extraordinaire précision du temps atomique a un inconvénient décisif : il ne reflète pas exactement la durée d’une journée sur Terre. En raison du ralentissement de la rotation de la Terre, la plupart des jours durent très légèrement plus de 24 heures .
Pendant ce temps, les horloges atomiques tournent à peu près à la même vitesse sur des millions d’années. Comparées à la rotation de la Terre, les horloges atomiques sont tout simplement trop cohérentes.
Le décalage de la Terre est maintenu en dessous de 0,9 seconde
La vitesse moyenne de rotation de la Terre est mesurée par le Temps Universel (UT1) . Lorsque la différence entre UTC et UT1 devrait atteindre 0,9 seconde dans les 12 mois, une seconde intercalaire est ajoutée à UTC et aux horloges du monde entier. En d’autres termes, nos horloges sont toujours maintenues à moins d’une seconde de la durée moyenne d’une journée.
Le Service international de la rotation terrestre et des systèmes de référence (IERS) à Paris, France , est chargé de surveiller la rotation de la Terre et de décider quand une seconde intercalaire doit être insérée.Traces d’étoiles causées par la rotation de la Terre, rendues visibles sur cette photo à longue exposition.
À quelle distance UTC, UT1 et TAI sont-ils séparés ?
Étant donné que des secondes entières sont ajoutées, la différence de temps entre TAI et UTC équivaut à un nombre entier de secondes, tandis que la différence de temps entre UTC et UT1 est toujours inférieure à 0,9 seconde.
27 secondes ajoutées jusqu’à présent
UTC avait déjà 10 secondes de retard sur TAI avant que la première seconde intercalaire ne soit ajoutée en 1972. Depuis lors, un total de 27 secondes intercalaires ont été ajoutées (voir tableau).
Cela signifie que UTC a actuellement 37 secondes de retard sur TAI (voir les horloges UTC et TAI).
Les secondes intercalaires peuvent être positives (1 seconde ajoutée au planning) ou négatives (1 seconde omise). Jusqu’à présent, toutes les secondes intercalaires ont été positives. Cependant, si la rotation de la Terre continue d’accélérer, comme elle l’a fait en 2020, l’IERS pourrait décider d’annoncer la première seconde intercalaire négative au monde à un moment donné dans le futur.
Les jours s’allongent
Non seulement les jours deviennent plus longs, mais la vitesse à laquelle la durée des jours augmente également avec le temps, mais seulement d’environ deux millièmes de seconde par siècle, selon le Dr Bruce Warrington, du National Measurement Institute (NMI) d’Australie.
Qu’est-ce que l’équation du temps ?
Le temps mesuré par le Soleil n’est pas le même que le temps mesuré par nos horloges. La différence entre les deux s’appelle l’équation du temps.
Parfois plus vite, parfois plus lentement : la vitesse à laquelle le Soleil se déplace dans le ciel varie d’un jour à l’autre.
L’heure selon le soleil
Chaque jour, le Soleil se lève quelque part à l’est et se couche quelque part à l’ouest. En cours de route, il passe au-dessus d’une ligne imaginaire allant du nord au sud. A cet instant, la position du Soleil est à son point culminant dans le ciel .
La ligne nord-sud imaginaire s’appelle le méridien , et le moment où le Soleil la traverse s’appelle le midi solaire . Le temps qui s’écoule d’un midi solaire au suivant s’appelle un jour solaire apparent .
Le soleil n’est pas un chronométreur parfait
Cette forme de temps, mesurée par le mouvement quotidien du Soleil dans le ciel, est appelée temps solaire apparent . Elle peut être mesurée par un cadran solaire. Le mouvement du Soleil d’est en ouest est causé par la rotation de la Terre , qui est extrêmement régulière. La rotation de la Terre n’est jamais plus rapide ou lente que quelques millisecondes sur une période de 24 heures.
On pourrait donc s’attendre à ce que la longueur d’un jour solaire apparent soit toujours la même.
En fait, selon la période de l’année, un jour solaire apparent peut être jusqu’à 22 secondes plus court ou 29 secondes plus long que 24 heures.
Pourquoi la vitesse du soleil varie
La variation de la longueur d’un jour solaire apparent est le résultat de deux facteurs.
- L’orbite de la Terre est légèrement elliptique – c’est un cercle pas tout à fait parfait. Lorsque la Terre est plus proche du Soleil , elle se déplace plus rapidement le long de son orbite.
- L’axe de rotation de la Terre est incliné – autour des solstices, l’un des pôles de la Terre est penché vers le Soleil . Autour des équinoxes , aucun pôle n’est penché vers le Soleil.
Ces deux facteurs affectent la vitesse à laquelle le Soleil semble se déplacer dans notre ciel au cours de l’ année .
Immuable : en ce qui concerne les horloges, une journée contient exactement 86 400 secondes.
L’heure selon nos horloges
Nos horloges et nos montres ignorent ces différences dans le mouvement du Soleil. Pour ces appareils à tic-tac constant, chaque jour est un jour moyen d’exactement 24 heures. Cette forme de temps moyen et stable est appelée temps solaire moyen . La différence entre le temps solaire apparent et le temps solaire moyen s’appelle l’ équation du temps .
Comment fonctionne l’équation du temps ?
Regardons comment fonctionne l’équation du temps, en utilisant un exemple bien connu de temps solaire moyen : Greenwich Mean Time (GMT) .
L’ heure GMT reflète l’heure moyenne à laquelle le Soleil traverse le méridien à l’Observatoire royal de Greenwich , un arrondissement de Londres au Royaume-Uni . Nous pouvons vérifier l’heure du midi solaire à Greenwich à l’aide de notre calculatrice solaire – les détails du midi solaire sont donnés dans les deux dernières colonnes.
Le premier méridien
Le méridien de Greenwich a joué un rôle important dans l’histoire du chronométrage et de la navigation : au XIXe siècle, lors d’une conférence internationale à Washington DC , il a été choisi comme ligne nord-sud représentant zéro degré de longitude .
Aujourd’hui, GMT est un fuseau horaire utilisé au Royaume-Uni et dans un certain nombre d’autres pays. En pratique, c’est la même chose que le temps universel coordonné (UTC), qui est utilisé comme norme de temps mondiale .
Le premier méridien est-il au mauvais endroit ?
L’Observatoire Royal se trouve au sommet d’une colline à Greenwich Park. Le premier astronome royal, John Flamsteed, a commencé à faire des observations depuis l’observatoire en 1676.
À quoi ressemble l’équation du temps ?
Nous pouvons tracer ces dates et heures sur un graphique pour nous donner une représentation visuelle de l’équation du temps.
Les dates s’affichent horizontalement le long de l’axe des x, du 1er janvier au 31 décembre. La différence, en minutes, entre le temps solaire apparent (tel que mesuré par le mouvement apparent du Soleil) et le temps solaire moyen (tel que mesuré par nos horloges) s’étend verticalement le long de l’axe y.
Lorsque le midi solaire arrive après 12h00 GMT à Greenwich, l’équation du temps, représentée par la ligne rose sur notre graphique, affiche un nombre de minutes négatif .
Lorsque le midi solaire arrive avant 12h00 GMT à Greenwich, l’équation du temps est positive .
Lorsque le midi solaire arrive à 12h00 GMT précisément à Greenwich, l’équation du temps est zéro et la ligne rose passe par l’axe horizontal des abscisses.
L’équation du temps, avec la ligne rose indiquant le nombre de minutes d’accélération ou de ralentissement du Soleil par rapport à nos horloges et montres. Un nombre négatif signifie que le Soleil tourne lentement ; un nombre positif signifie qu’il tourne vite. (Ce graphique est parfois affiché dans l’autre sens – la forme de la ligne est la même, mais elle est inversée verticalement.)
Le même partout
Nous avons utilisé Greenwich comme illustration, mais l’équation du temps s’applique à tous les endroits du monde.
À New York , aux États-Unis , par exemple, l’heure moyenne du midi solaire est de 11h56 HNE . (Il n’est pas exactement 12h00 EST, car New York n’est pas au centre de son fuseau horaire .)
Mais, comme pour Greenwich, cette heure moyenne du midi solaire ne se produit en réalité que quatre jours par an : autour du 15 avril, du 14 juin, du 1er septembre et du 25 décembre.
(De la même manière que Greenwich, New York utilise l’heure d’été et passe à EDT de la mi- mars au début novembre – 12h56 EDT équivaut à 11h56 HNE .)
Les heures de lever et de coucher du soleil varient également
En plus d’affecter l’heure du midi solaire, la variation de la durée d’un jour solaire apparent affecte également les heures de lever et de coucher du soleil .
C’est pourquoi le dernier lever de soleil et le premier coucher de soleil n’ont pas lieu le 21 décembre dans l’ hémisphère nord , même s’il s’agit généralement du jour le plus court de l’année en termes de lumière du jour.
La durée d’un jour solaire est supérieure à 24 heures à cette période de l’année. Ainsi, tout comme l’heure du midi solaire arrive de plus en plus tard chaque jour, il en va de même pour les heures de lever et de coucher du soleil.
Par conséquent, le dernier lever de soleil vient après le solstice d’hiver, tandis que le premier coucher de soleil vient avant .
https://www.timeanddate.com/time/negative-leap-second-maybe.html
https://www.timeanddate.com/news/astronomy/shortest-day-2022