Naar de content

De seconden aftellen

Vijf vragen over de schrikkelseconde

Freepik

Met oud en nieuw tellen we weer de seconden af. Sinds de jaren zeventig voegen we af en toe een schrikkelseconde toe aan de tijd, maar daar houden we over tien jaar mee op. 

27 december 2024

“3, 2, 1 … Gelukkig nieuwjaar!” Met een oliebol in de ene en een glas champagne in de andere hand tellen we weer de laatste seconden van het oude jaar weg. Maar wat is een seconde eigenlijk?

Van oudsher was de seconde een fractie van de gemiddelde tijd van de rotatie van de aarde om haar as. Voor wetenschappelijke metingen bleek dat niet precies genoeg. Vanaf de jaren vijftig gebruiken wetenschappers de trillingen van een cesiumatoom voor de definitie van de seconde. Sindsdien zijn er twee tijdschalen in gebruik: de universele tijd en de atoomtijd. In de jaren zestig besloot men dat het handig was om die twee tijdschalen aan elkaar te koppelen. Alleen is die atoomseconde iets sneller dan de aardse seconde. Om dat te compenseren wordt vanaf de jaren zeventig zo nu en dan een schrikkelseconde aan de atoomtijd toegevoegd. Deze gecorrigeerde atoomtijd noemen we de gecoördineerde universele tijd (UTC). Twee jaar geleden besloot het Bureau voor Maten en Gewichten (BIPM) in Parijs de schrikkelseconde per 2035 op te heffen. 

NEMO Kennislink spreekt met wetenschapper Erik Dierikx van het nationaal metrologisch instituut VSL over de problemen die de schrikkelseconde en de afschaffing ervan geven.

Waarom heffen we de schrikkelseconde op?

“Omdat die in de praktijk vooral problemen geeft. Doordat de aarde niet helemaal stabiel draait, is het lastig te voorspellen wanneer zo’n seconde moet worden toegevoegd. En als die wordt toegevoegd, geeft dat conflicten met computersystemen. Uit fraudebeveiliging controleren computers elkaars tijdcodes. Wanneer een schrikkelseconde wordt toegevoegd, kloppen de tijdcodes heel even niet en slaan ze op tilt. Daardoor vielen in het verleden websites van grote internetbedrijven en inchecksystemen van luchtvaartmaatschappijen uit. Bedrijven als Google en Meta hebben hiervoor zelf oplossingen verzonnen, maar daarmee wijken ze af van de standaardtijd en wordt het probleem naar andere systemen verplaatst. Daar komt nog bij dat de aarde in de afgelopen jaren iets sneller draaide – we weten niet waarom – waardoor het mogelijk is dat er straks een seconde van de dag af moet. We hebben geen idee hoe de systemen daarop zullen reageren.”

Als het zoveel problemen geeft, waarom wachten we nog tien jaar met het afschaffen van de schrikkelseconde?

“Toen de Russen hun navigatiesysteem GLONASS bouwden, gingen ze ervan uit dat de schrikkelseconde gehandhaafd zou blijven. Europa, de Verenigde Staten, en China gebruiken in hun navigatiesystemen enkel de atoomtijd. De Russische navigatiesatellieten gaan ervan uit dat de UTC altijd in de pas loopt met de rotatie van de aarde. Deze aanname in het ontwerp van de satellieten kun je niet met een software-update vervangen; daarvoor moeten ze nieuwe satellieten bouwen. De huidige generatie satellieten moet uiterlijk in 2035 vervangen zijn, hopelijk eerder.”

Dan is de schrikkelseconde afgeschaft. Wat komt ervoor in de plaats en waarom heeft het BIPM een eeuw nodig voor een oplossing?

“Omdat het niet urgent is, maar er moet wel een deadline zijn. Het duurde al vijftien jaar om het besluit te nemen de schrikkelseconde af te schaffen, dus het beslissen over een andere oplossing zal ook wel even duren. Er moet een nieuwe definitie van de tijdschalen worden afgesproken. Toen de atoomtijd voor het eerst werd gedefinieerd, was het cesiumatoom het nauwkeurigste atoom dat we konden meten. Tegenwoordig hebben we het strontium- en het thoriumatoom, die nog sneller trillen. Daarmee kunnen we nog preciezer de seconde realiseren. Ook als we een preciezere seconde hebben, blijft de vraag wat we met de UTC doen. Een preciezere seconde betekent alleen maar dat we nog nauwkeuriger kunnen meten. Het probleem van de ongelijkheid tussen de atoomtijd en de aardse tijd los je daarmee niet op. We zoeken daarom naar een nieuwe definitie van de UTC, bij voorkeur zonder een correctie met stapjes, zoals een schrikkelseconde.”

Als de UTC wordt afgeschaft, is er geen relatie tussen de kloktijd en de positie van de zon. Heeft dat geen grote invloed op ons idee van de dag?

“Dat valt wel mee. Met de nieuwe definitie van de seconde zal er hooguit een minuut verschil per eeuw optreden. Over een paar duizend jaar zal de klok negen uur aangeven in plaats van acht uur nu.”

Is de jaarwisseling over een paar duizend jaar dan om één uur in plaats van twaalf uur ’s nachts?

“Als we tegen die tijd niet een andere tijdmeting hanteren wel. Maar die verschuiving gaat zo geleidelijk, dat merk je niet.”