ما هي الثانية الكبيسة؟
الثانية الكبيسة هي تعديل بمقدار ثانية واحدة يُضاف أحيانًا إلى التوقيت العالمي المنسق (UTC)، وهو معيار الوقت العالمي الذي تتزامن معه هواتفك وخوادمك وأقمارك الصناعية. عند إضافتها، تحتوي الدقيقة الأخيرة من اليوم على 61 ثانية بدلاً من 60 — حيث تمر الساعة عبر 23:59:60 قبل الانتقال إلى 00:00:00.
تبدو الثواني الكبيسة تافهة. لكنها ليست كذلك. فقد تسببت تلك الثانية الإضافية في تعطل مواقع ويب كبرى، وتعطيل رحلات جوية، وأثارت جدلاً استمر لعقود بين علماء الفيزياء والفلك ومهندسي البرمجيات. في عام 2022، صوّتت سلطات ضبط الوقت في العالم أخيرًا على التخلص منها. إليك ما هي الثانية الكبيسة فعليًا، ولماذا توجد، ولماذا هي في طريقها إلى الزوال.
لماذا توجد الثواني الكبيسة
تكمن المشكلة في طريقتين مختلفتين لقياس الوقت لا تتفقان تمامًا.
الوقت الذري ثابت تمامًا. منذ عام 1967، تم تعريف الثانية من خلال اهتزازات ذرات السيزيوم-133 — 9,192,631,770 اهتزازة في الثانية. تحافظ شبكة من الساعات الذرية حول العالم على التوقيت الذري الدولي (TAI)، وهو منتظم بشكل مذهل: لا يتسارع ولا يتباطأ.
دوران الأرض ليس ثابتًا. طول اليوم، كما يُقاس بالدوران الفعلي للكوكب، غير منتظم قليلاً. الاحتكاك الناتج عن المد والجزر، وحركة لب الأرض المنصهر، وتحولات الكتلة مثل ذوبان الصفائح الجليدية، كلها تؤثر على معدل الدوران. على المدى الطويل، يتباطأ الكوكب بشكل عام، لذا فإن اليوم الفلكي ينحرف قليلاً ليكون أطول من 86,400 ثانية ذرية. يُسمى هذا الوقت المعتمد على الدوران UT1.
إذا تُرك التوقيت العالمي المنسق (المبني على الثواني الذرية الثابتة) وUT1 (المرتبط بالشمس الفعلية في السماء) دون تدخل، فسينحرفان ببطء عن بعضهما. للحفاظ على توافقهما، القاعدة بسيطة: يجب ألا يختلف التوقيت العالمي المنسق عن UT1 بأكثر من 0.9 ثانية. كلما اقتربت الفجوة من هذا الحد، يتم إدراج ثانية كبيسة في التوقيت العالمي المنسق للسماح للوقت الذري "بانتظار" دوران الأرض الأبطأ للحاق به.
إذن، الثانية الكبيسة هي في الأساس تصحيح يدوي يبقي ساعاتنا الذرية الدقيقة متوافقة مع الكوكب المتمايل الذي نعيش عليه فعليًا.
تاريخ موجز للثواني الكبيسة
تم تقديم الثواني الكبيسة في عام 1972، عندما أعيد تعريف التوقيت العالمي المنسق ليكون مبنيًا على الوقت الذري مع البقاء مرتبطًا بدوران الأرض.
منذ ذلك الحين، تمت إضافة 27 ثانية كبيسة حتى عام 2016. كانت كل واحدة منها حتى الآن موجبة — إضافة ثانية، وليس إزالتها أبدًا — لأن دوران الأرض كان بشكل عام متأخرًا عن الوقت الذري خلال تلك الفترة. تم إدراج أحدث ثانية كبيسة في 31 ديسمبر 2016، الساعة 23:59:60 بالتوقيت العالمي المنسق.
كانت هناك فجوة ملحوظة دامت قرابة سبع سنوات بعد ذلك، لأن دوران الأرض تسارع قليلاً في السنوات الأخيرة — بما يكفي لأن يبدأ العلماء، لأول مرة، في مناقشة جدية لإمكانية وجود ثانية كبيسة سالبة (إزالة ثانية بدلاً من إضافتها)، وهو أمر لم يحدث أبدًا ويخشاه العديد من المهندسين أكثر من النوع المعتاد.
من يقرر متى تحدث؟
لا تتم جدولة الثواني الكبيسة وفقًا لتقويم ثابت. يتم الإعلان عنها من قبل الخدمة الدولية لدوران الأرض والأنظمة المرجعية (IERS)، ومقرها بالقرب من باريس، والتي تراقب باستمرار دوران الكوكب.
عندما تقترب الفجوة بين UT1 والتوقيت العالمي المنسق من 0.9 ثانية، تصدر IERS نشرة — عادةً قبل حوالي ستة أشهر — تعلن فيها أنه سيتم إدراج ثانية كبيسة. وفقًا للاتفاقية، تتم الإضافات في نهاية إما 30 يونيو أو 31 ديسمبر (بالتوقيت العالمي المنسق).
فترة المهلة البالغة ستة أشهر هي جوهر المشكلة الهندسية: الجدول الزمني غير منتظم ولا يمكن التنبؤ به. لا يمكنك كتابة معادلة تخبرك متى ستحدث الثانية الكبيسة التالية، كما تفعل مع السنوات الكبيسة. عليك انتظار إعلان IERS، ثم التأكد من أن كل ساعة في نظامك تعلم بذلك.
لماذا يكره المهندسون الثواني الكبيسة
بالنسبة لمعظم الناس، الثانية الإضافية غير ملحوظة. بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر التي تتوقع أن تحتوي كل دقيقة على 60 ثانية بالضبط، فإن الدقيقة ذات الـ 61 ثانية هي لغم أرضي.
أشهر حادثة وقعت في 30 يونيو 2012، عندما تم إدراج ثانية كبيسة موجبة. في اللحظة التي حدثت فيها، انهارت مجموعة من الأنظمة. توقف موقع Reddit عن العمل، إلى جانب مواقع كبيرة أخرى. يعود السبب إلى كيفية تعامل نواة لينكس مع تراجع الساعة للحظة — مما أدى إلى حالة جامحة رفعت استخدام وحدات المعالجة المركزية للخوادم. كما أبلغت أنظمة حجز الطيران المبنية على برامج متأثرة عن اضطرابات، مما أدى إلى تأخير إجراءات تسجيل الوصول. ظهرت مشاكل مماثلة في الثواني الكبيسة السابقة أيضًا.
المشاكل الجذرية هيكلية:
- الحدث نادر، لذا فإن مسارات كود معالجة الثانية الكبيسة لا تُستخدم تقريبًا ونادرًا ما تُختبر في ظروف حقيقية.
- يبدو أن الوقت يتوقف أو يتكرر، والكثير من البرامج تفترض ضمنيًا أن الوقت يتحرك للأمام فقط، بشكل رتيب.
- الجدول الزمني غير قابل للتنبؤ، لذا يجب على الأنظمة جلب إعلان خارجي والثقة به بدلاً من حساب التعديل بنفسها.
نظرًا لأن انقطاع الخدمة الحديث يمكن أن يتسلسل عبر الأسواق المالية وشبكات الاتصالات والمنصات السحابية، فإن ثانية واحدة يتم التعامل معها بشكل خاطئ يمكن أن تكون باهظة الثمن حقًا.
حل "التمويه الكبيس" من جوجل
بدلاً من تطبيق الثانية الكبيسة في قفزة مفاجئة واحدة، ابتكرت جوجل نهجًا يسمى التمويه الكبيس. بدلاً من إدراج ثانية كاملة عند منتصف الليل، تقوم خوادم جوجل بتوزيع التصحيح على نافذة زمنية طويلة — عادةً حوالي 24 ساعة المحيطة بالحدث — عن طريق جعل كل ثانية أطول (أو أقصر) بشكل غير محسوس.
أثناء التمويه، لا تظهر أي ساعة أبدًا 23:59:60 ولا تتراجع أي ساعة إلى الوراء؛ الوقت يعمل ببطء شديد "قليلاً" لمدة يوم حتى يتم امتصاص الثانية الإضافية بهدوء. يرى البرنامج ساعة سلسة ورتيبة ولا يواجه أبدًا الحالة الحدودية الخطيرة. تبنت أمازون وميتا وغيرها استراتيجيات تمويه مماثلة، وأصبحت تقنية البقاء الفعلية للأنظمة واسعة النطاق.
المشكلة: الساعة المموهة تتعارض عمدًا مع التوقيت العالمي المنسق الرسمي لساعات متتالية — وهو أمر جيد لمعظم الخدمات، ولكنه صداع عندما تحتاج إلى التوفيق بينها وبين الأنظمة غير المموهة. إنه حل مؤقت لمشكلة شعرت الصناعة بشكل متزايد أنه لا ينبغي أن تكون موجودة من الأساس.
إذا كنت تعمل مع الوقت الحقبي (Epoch time)، لاحظ أن طابع زمني يونكس لا يحسب الثواني الكبيسة على الإطلاق — فالوقت الحقبي (Unix time) ببساطة يتظاهر بأن كل يوم يحتوي على 86,400 ثانية بالضبط، وهذا جزء من سبب التعديل الواقعي الذي يسبب الكثير من الاحتكاك.
قرار 2035: إلغاء الثواني الكبيسة
وصل الجدل إلى ذروته في المؤتمر العام للأوزان والمقاييس لعام 2022 (CGPM) — الهيئة الدولية التي تحكم النظام المتري وتعريف الثانية.
أقر المندوبون قرارًا تاريخيًا: سيتم إيقاف ممارسة إضافة الثواني الكبيسة بحلول عام 2035. من تلك النقطة، سيُسمح للتوقيت العالمي المنسق بالانحراف عن UT1 بأكثر من الحد الحالي البالغ 0.9 ثانية، على أن يتم إعادة التفاوض على التسامح لاحقًا — مما يسمح على الأرجح للفجوة بالنمو لعقود، ربما إلى دقيقة أو أكثر، قبل التفكير في أي تصحيح.
من الناحية العملية، هذا يعني أن التوقيت العالمي المنسق يصبح مقياسًا زمنيًا سلسًا ومستمرًا بدون المزيد من الدقائق المفاجئة ذات الـ 61 ثانية. لا يزال بإمكان علماء الفلك الذين يحتاجون حقًا إلى وقت دوران الأرض استخدام UT1 مباشرة؛ وكل من يدير أجهزة كمبيوتر يحصل على ساعة يمكنهم أخيرًا الوثوق في سلوكها. التغيير يستبدل خلافًا صغيرًا يتراكم ببطء مع الشمس مقابل القضاء على مصدر متكرر للمخاطر التقنية العالمية.
الأسئلة الشائعة
هل تمت إزالة ثانية كبيسة بدلاً من إضافتها؟
لا. جميع الثواني الكبيسة الـ 27 التي تم إدراجها منذ عام 1972 كانت موجبة — إضافة ثانية. لم تحدث أبدًا ثانية كبيسة سالبة (القفز من 23:59:58 إلى 00:00:00)، على الرغم من أن الدوران الأسرع للأرض مؤخرًا جعلها احتمالًا حقيقيًا لفترة وجيزة قبل أن يجعل قرار 2035 المسألة برمتها غير ذات صلة.
هل تؤثر الثواني الكبيسة على المناطق الزمنية؟
ليس بشكل مباشر. المناطق الزمنية هي إزاحات ثابتة من التوقيت العالمي المنسق تُدار من خلال قواعد بيانات مثل قاعدة بيانات المناطق الزمنية IANA. الثانية الكبيسة تعدل التوقيت العالمي المنسق نفسه، لذا فإن كل منطقة تتغير بنفس اللحظة في وقت واحد — الإزاحات بين المناطق لا تتغير أبدًا.
هل ستتغير ساعة جهاز الكمبيوتر الخاص بي في عام 2035؟
لا تغيير مرئي للمستخدمين. بعد عام 2035، تتوقف الساعات ببساطة عن استقبال الثانية الكبيسة العرضية. سينحرف التوقيت العالمي المنسق ببطء عن الوقت الفلكي على مدى سنوات عديدة، لكن هذا الانحراف صغير جدًا بحيث لا يمكن ملاحظته في الحياة اليومية.
ما الفرق بين التوقيت العالمي المنسق (UTC) والتوقيت الذري الدولي (TAI) وUT1؟
TAI هو وقت ذري نقي، ثابت تمامًا. UT1 هو وقت يعتمد على دوران الأرض الفعلي. UTC هو المعيار اليومي: يعمل بالثواني الذرية مثل TAI ولكن تم الحفاظ على توافقه مع UT1 باستخدام الثواني الكبيسة. اعتبارًا من عام 2016، UTC متأخر تمامًا بمقدار 37 ثانية عن TAI.
لماذا لا نترك الساعة والشمس تنحرفان عن بعضهما؟
هذا هو ما يفعله قرار 2035 بشكل أساسي. الخلاف ينمو ببطء شديد — بمعدل دقيقة تقريبًا لكل قرن — لدرجة أنه سيستغرق أجيالًا ليصبح مهمًا، وبحلول ذلك الوقت يمكن التخطيط لتصحيح لمرة واحدة بشكل متعمد بدلاً من الترقيع كل بضع سنوات.
هل تشعر بالفضول حول كيفية عد الآلات للوقت فعليًا تحت كل هذا؟ تختفي الثواني الكبيسة تمامًا في الوقت الحقبي — جرب محول الطابع الزمني يونكس لترى بالضبط كيف تتعقب أجهزة الكمبيوتر الثواني التي تمر.