Schrikkeldag, schrikkelseconde en Eise Eisinga

Deze vakantie zijn we in Friesland en Zeeland geweest. Misschien dat ik er nog een heel bericht aan wijd, maar niet vandaag. Nu gaat het over schrikkelseconden, schrikkeldagen en Eise Eisinga.
Toen we in Friesland waren, zijn we ook naar Franeker gereden om het planetarium van Eise Eisinga te bezoeken. Het is een schattig museum en het planetarium en het verhaal daar om heen is prachtig.
Ik moest gisteren weer aan het planetarium denken, omdat ik een artikel van Dava Sobel (die van het interessante Longitude) las over de mogelijke afschaffing van de schrikkelseconde.
De schrikkeldag kent iedereen wel: een keer per vier jaar bestaat februari uit 29 in plaats van 28 dagen, omdat een zonnejaar bijna zes uur langer is dan 365 dagen.
Eisinga heeft hier bij de bouw van zijn planetarium rekening mee gehouden, maar wel op een "eenvoudige" manier. 29 februari bestaat niet op de datumlat, maar Eisinga heeft ervoor gezorgd dat de beheerder handmatig er voor kan zorgen dat het twee dagen 28 februari blijft.

De schrikkelseconde is vergelijkbaar. Sobel schrijft:

Every now and then — once in two years, say — an extra second of time is legislated into the end of a day. This so-called leap second leads time on a tiny detour, from 23:59:59 to 24:00:00, via 23:59:60. It’s just a second. Most people take no notice. But everyone is affected, because we all share the same civil time, modulated by constellations of orbiting satellites, diplomatic protocols and computer networks.

De tijdseenheden jaar, maand en dag zijn natuurlijk, in de zin dat ze zijn afgeleid van de draaiing van de Aarde rond de Zon, de draaiing van de Maan rond de Aarde en de draaiing van de Aarde om zijn eigen as. Uren, minuten en seconden zijn echter kunstmatige, door de mens bedachte eenheden. Een seconde werd tot ruim vijftig jaar geleden gedefinieerd als  1/(24x60x60)  (= 1 / 86400) deel van de gemiddelde zonnedag. In 1967 veranderde de definitie echter. Vanaf dat moment werd een seconde gelijk gesteld aan

9.192.631.770 perioden van de straling die correspondeert met de overgang tussen de twee hyperfijnenergieniveaus van de grondtoestand van cesium-133. 

Dit komt ongeveer maar niet precies overeen met de oude definitie. Een moderne dag is iets korter dan de gemiddelde zonnedag. En daar komt nog bij dat de zonnedagen ook nog alleen maar langer worden, doordat de rotatie van de Aarde steeds langzamer gaat.

Nevertheless, the atom trumps the planet because its rate remains constant. Its pulse is not expected to vary by so much as a nanosecond over the course of a millennium. Meanwhile, the Earth hiccups and falters. Its rotation, as monitored by the International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS), speeds up and slows down in response to the motions of the tectonic plates that pave its surface, the flow of molten iron in its core, the recession of glaciers, the circulation of the atmosphere, and, most important, the pull of the Moon.
Ocean tides raised by the Moon put brakes on the Earth’s rotation, slowing the spin at a gradual but unpredictable rate. The deceleration has been ongoing for aeons. At the present pace, compared to the length of a day in atomic time, today stretches 2.5 milliseconds longer than yesterday, and tomorrow will gain 2.5 milliseconds over today. These small daily increments add up to almost one second over the course of a year, but the precise tally rises or falls at the whim of other factors influencing the Earth’s rotation.

Om te voorkomen dat de universele kloktijd teveel gaat afwijken van de "zonnetijd" zijn sinds 1972 25 schrikkelseconden toegevoegd. Ieder half jaar beslist het IERS of zes maanden later een schrikkelseconde zal worden doorgevoerd. Die periode is nodig om alle "klokgebruikers" in de gelegenheid te stellen om de extra seconde te programmeren. Zes maanden is aan de krappe kant,  maar omdat de draaiing van de Aarde niet constant is, kan het besluit niet nog eerder genomen worden.
De steeds toenemende vertraging van de Aarde betekent dat over een kleine 240 jaar ieder kwartaal een schrikkelseconde zou moeten worden toegevoegd om de tijd "gelijk" te laten lopen met de zon. En weer 200 jaar later iedere maand.
Een paar jaar geleden zou al worden besloten of de schrikkelseconde gehandhaafd blijft, maar dat besluit is uitgesteld tot 2015. Wat mij betreft handhaven we die schrikkelseconde, want het zou toch zonde zijn als over een duizendtal jaren zaterdag op zondag valt en het planetarium van Eisinga dus niet meer goed werkt.

Gerelateerd
Tijd: Wacht maar...
Over tijd en het netwerk