“閏秒”、3年半ぶり25回目の実施

2012.06.30
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イギリス、グリニッジ天文台の門に設置されている24時間時計「シェパード」。

Photograph by Eric Nathan, Alamy
 まばたきするほどの時間だが、先週末はいつもより少しだけ長くなった。協定世界時(UTC)の6月30日23時59分59秒(日本時間7月1日午前8時59分59秒)の後に、世界中で“閏(うるう)秒”が追加されたのだ。 世界中の時計を完璧に同期させることは、現代においてますます重要な課題となっているが、閏秒による時間調整は、この時間同期に予測不能な事態を引き起こす可能性がある。

 国際的な標準時刻であるUTCは、金属元素セシウムの原子の変化から算出される時間の尺度だ。この原子時計はマイクロ波の光を毎秒約90億回作り出すことで時を刻むため、非常に高精度の時間測定が可能だ。

 UTCの正式な時刻は、フランスに本拠を置く国際度量衡局(BIPM)が決定している。BIPMでは世界50カ国以上の研究所から提供される時間をもとに、世界共通の平均値を算出している。

◆閏秒はなぜ必要?

 閏秒は1972年に初めてUTCに追加され、今回で25回目となる。閏秒による調整はなぜ必要なのか。時間はもともと地球の自転に基づいて決められてきた。これは天体の動きから1日の長さを定義するもので、自転に基づく時間は「UT1(世界時)」と呼ばれ1日は8万6400秒に分割される。しかし、現代はより正確な時間測定が求められるようになり、1972年にUTCが国際的な標準時刻として採用された。

 しかし、2つの時間尺度は完全には同期しておらず差が発生する。潮汐の影響や地球の内部活動が原因となって、地球の自転は毎年少しずつ遅くなっているためだ。国際機関である国際地球回転事業(IERS)がこの差を観測し、2つの時間尺度を同期させるために閏秒の定期的な挿入を決定している。

◆閏秒が引き起こすトラブル

 原子時計と自転に基づく時間の差は小さく、1000年間にわずか1時間ほどだ。そのうえ、閏秒を挿入すると時間管理上の問題が起きる。どの時計も余分な秒を刻むことはできないからだ。その代わり、これまでは23時59分59秒で時計を1秒間止めることで対処してきた。だが、人々の生活はその間も止まることはなく、そのためトラブルが発生する。

 BIPMのエリサ・フェリシタス・アリアス(Elisa Felicitas Arias)氏は、2008年のナショナルジオグラフィック ニュースの取材に対して次のように述べている。「たった1秒でも違いが生じるなどと、ばかげた話だと思うだろう。しかし、株式市場や空港管制では1秒が命取りになることもあるし、衛星測位システムではごくわずかな相違も認められない」。

 ナビゲーション・システムは、確認された衛星の位置から受信機まで信号が伝わる時間を測定し、それに基づいて動作しているため、ナノ秒(10億分の1秒)レベルの極めて高い精度が要求される。「光は10億分の1秒で約30センチ進む。航行の正確さを保つためには、10億分の1秒でも非常に重要になる」と、ワシントンD.C.にあるアメリカ海軍天文台のデニス・マッカーシー(Dennis McCarthy)氏は話している。

 コロラド州ボルダーにあるアメリカ国立標準技術研究所(NIST)に所属し、“アメリカの時間管理人”として知られるジューダ・レヴァイン(Judah Levine)氏によると、過去には携帯電話ネットワークが閏秒に対応できず、時間が同期しなくなったことで障害に陥った事例もあるという。また、送電網も閏秒の影響を受けやすい。「企業は電力を共有しているため、すべての発電所の運転周波数が同じであることが非常に重要だ。これはとても深刻な問題だ」とレヴァイン氏は述べている。

◆閏秒は不要?

 BIPMのアリアス氏は、閏秒の廃止を議論する委員会に属している。「閏秒は、時間尺度を地球の自転と関連付ける必要性から1972年に導入された。当時は天測航法が一般的だったため、地球の自転と関連した時間が必要だった。しかし現在では、海上でもどこでもGPSシステムを使って方角を知ることができるため、船の航行に閏秒はもはや必要ない」。 

 しかし、閏秒を廃止すると、天文学者が困ったことになるかもしれない。長年、時間と太陽の強い関連性を利用して行われてきた研究に、複雑な調整が必要になる可能性がある。

 とはいえ現在のところ、閏秒は廃止されておらず、それがもたらしうる影響は“時間管理人”のレヴァイン氏さえも悩ませている。「とても厄介な事態が発生しかねない」。

Photograph by Eric Nathan, Alamy

文=Brian Handwerk

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