地球自转一秒钟「原子钟计时以来最短一天地球自转为何赶时间」

长期来看，地球自转趋于变慢，科学家预计再过1亿年，一天可以增加半小时；而在稍短的时间尺度内，比如未来几万年或几十万年，随着月球的潮汐力减弱等，地球自转减速则会趋缓。

8月25日，第二届中国空间科学大会在山西太原举办。会上，原子钟作为一个重要话题被提及。

作为最精确的计时工具，原子钟在人类计时史上作出了不少贡献，而在不久前，有科学家利用高精度原子钟记录了迄今最短的一个地球日。

一般来说，一个地球日约为24个小时。可是在今年的6月29日，地球自转一周的时间却比24小时少了1.59毫秒，成为原子钟计时以来最短的一天。

地球自转一周的时间缩短，意味着地球的自转加速。根据《亚洲—大洋洲地球科学学会年度会议报告》，科学家们认为此次地球的自转加速是由钱德勒摆动导致的。

那么，原子钟计时是什么原理？地球自转真的在加速吗？钱德勒摆动是如何产生的？近日，科技日报记者就这些问题采访了相关专家。

世界上最准确的计时工具

“常见的时间系统有3种，分别是以地球自转周期为基准的世界时（UT）、以地球绕太阳公转周期为基准的历书时（ET）和以铯原子内部电磁振荡频率为基准的原子时（AT）。”中国航天科技集团有限公司第五研究院510所研究员翟浩向记者介绍。

时间系统的发展，经历了从天文时发展到原子时的过程。天文时是指观测天文现象，也就是日月星辰等天体的周期性运动得到的时间，包括上面提到的世界时和历书时。原子时指的则是利用原子钟，以原子吸收或释放能量时发出的电磁波为基准得到的时间。

原子时萌芽于20世纪40年代末期，诞生于20世纪50年代初期。1967年，第十三届国际计量代表大会决定，将秒的定义从天文秒改为原子秒，即将铯原子零场基态超精细跃迁的9192631770个周期所持续的时间定为1秒，称作原子秒，并将1958年1月1日0点0分0秒作为原子时的计时起点，从而开创了以微观量子跃迁为计时标准的新时代。

翟浩表示，原子钟常用的元素有铯、铷、氢以及碱土金属等。由于这类原子具有非常高精度的能级跃迁，因此其输出的电磁波非常稳定。一系列的精密仪器控制这些电磁波，使得原子钟的计时非常准确。典型的铯原子束频标的准确度为10-14量级，比宏观计时的天文时准确度高了数个数量级。如此准确的原子时，为天文、航海、航天等领域的发展提供了强而有力的保障。

“从工作原理看，原子钟是基于量子力学和原子物理等物理机理，利用原子跃迁原理产生稳定而准确的时间频率信号的设备。”翟浩表示，原子钟分为微波原子钟和光钟两大类，目前作为国际时间频率基准使用的铯原子喷泉钟，属于微波原子钟，其准确度已经达到很高的指标。中国计量科学研究院的铯原子喷泉基准钟NIM6的频率不确定度优于5.8×10-16，相当于5400万年不差1秒。中国科学院国家授时中心等单位的光钟也达到了国际先进水平，系统不确定度达到了5×10-17，相当于6亿年不差1秒。

世界时与地球自转关系密切，地球自转加快，则世界时加快，地球自转减慢，则世界时减慢。因此，随着时间的迁延，原子时和世界时两种时间尺度的差距将会越来越大。

目前国际通用的标准时间叫做协调世界时（UTC），它是以原子时的秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种国际时间计量系统。每当原子时和世界时两者之差逐年积累达到0.9秒时，协调世界时就通过正负1闰秒的方式弥补误差，同时保持时间尺度的均匀。

地球自转短期加快但长期减缓

当前，地球自转的平均周期是23小时56分04秒。有学者研究认为，地球刚刚诞生的时候自转速度非常快，一天仅8小时；到了恐龙时代，地球的一天已有23.5小时；而恐龙时代到现在的1亿多年时间里，地球自转的平均周期共变长约30分钟，即平均每年变长约16.4微秒。

中国科学院国家天文台研究员平劲松表示，伴随着地球的动力学演化，地球自转从几十亿年前开始就有减缓趋势。研究表明，最近的减缓速率约为每世纪2毫秒。地月引力的固体潮汐拖拽作用，减慢了地球自转。

根据原子钟的精确测量结果，今年地球越转越快，一天的时间变短了。平劲松强调，事实上，近半个世纪以来，地球自转在长期放缓的趋势下，有着短周期的起伏，即地球加速旋转。

比如，2020年出现了28个最短地球日。其中2020年7月19日，地球以24小时差1.47毫秒自转一周，创下当年的最短地球日纪录；在2022年6月29日，这一纪录被打破。

平劲松说，一个合理的解释是，温室效应加剧引发全球变暖，地球两极和高海拔地区冰川融化，全球海平面每年上升约3毫米，地球上的物质进行重新分布，导致整体绕自转轴的转动惯量减小，地球的自转加速。

在感官上，人类很难感受到地球自转速率的变化。然而，对于人类使用的各种高精度仪器和设备，这种毫秒级的变化相当重要。例如，地球自转速率和自转轴的变化，对于建立精准动态地球坐标参考系统至关重要，也决定了卫星导航、定位和定轨的精确性。

钱德勒摆动的机制是百年难题

钱德勒摆动是地球自转轴的摆动，由美国天文学家塞斯·卡洛·钱德勒于1891年通过天文观测发现，摆动幅度在地球表面为3—9米，摆动周期约14个月。

“钱德勒摆动不直接导致地球自转加速。”北京大学特聘副研究员杨翼表示，二者有一定的相关性，但是二者之间的因果性还不太明确。其实，地球系统内部的物质迁移和角动量交换，均可导致地球自转轴的位置和自转的速率发生变化。

地球是不均匀椭球体这一特征，被视为导致钱德勒摆动的原因之一。但事实上，钱德勒摆动作为地球摆动的一部分，其激发机制是地球科学界的百年难题。科学家们提出了潮汐作用、与液态地核的动量交换、大地震等机制，也会导致钱德勒摆动。此外，科学家发现钱德勒摆动的幅度，还与大气层、海洋等有关。

美国航天局喷气推进实验室的研究者曾提出，钱德勒摆动是由大气层和海洋运动耦合驱动导致的。他们的电脑模拟显示，海底的压力波动占总驱动的三分之二。但是至少到目前为止，还没有哪种运动能固定驱动钱德勒摆动。

杨翼介绍，科学家们成立了国际地球自转服务协会，其任务之一就是定期测量地球自转轴的指向，监测钱德勒摆动。由于钱德勒摆动是地球自转轴在地表的摆动，这样就会引起地球纬度的变化。国际上早在1899年成立了国际纬度观测所，长期监测纬度变化来获取钱德勒摆动信息。我国天津纬度站、上海佘山天文台等机构均参与了该国际计划。

来源： 科技日报

地球自转为什么突然变快了，是哪些原因导致的？有什么影响？

地球自转为什么突然变快了，是哪些原因导致的？有什么影响？

就在前几天央视播发了一条新闻，说是现在地球自转速度加快了，因此时间流逝比过去半个世纪任何时候都快了。其实这种说法是不准确的，时间本身并没有加快，正是这样才有比较，比较的结果是地球自转加快了。

时间是客观存在与主观认知的结合体。

为什么说时间既是客观存在，又带有主观性质呢？这是因为我们宇宙时空物质是三位一体的，空间是物质的张量与容器，物质是空间存在的依据，时间是物质和空间变化的根据。没有空间，物质就没有容身之地；没有物质，空间就是虚无不存在的；而没有时间，就无法衡量空间的张量和物质的变化。

这个世界的一切物质都在运动变化着，而且是一直向前不可逆转，因此时间也是一往无前永不回头的。这就是客观之间。但人类认识了时间后，为了用时间来描述记录我们的世界，就根据地球自转以及与太阳的公转关系，确定了时间刻度，1年约365.25天，1天为24小时，1小时为3600秒。

如果我们宇宙存在地外文明的话，那么它们认知的客观之间是与我们一样的，但采取的主观时间一定不一样。因为它们存在的星球运行肯定会与我们不一样。如果是火星人，围绕着太阳转一圈相当地球686.971天，自转一圈约24小时39分35.244秒；海王星1年则相当地球164.8年，1天约16小时6分36秒。因此，它们一定不会按照我们这样来计时。

客观时间放之宇宙而皆准。

在宇宙任何地方，客观时间流逝是一样的。比如元素的衰变周期，或者说原子的震动频率。铀（U）238的半衰期为45亿年，这在任何条件下都是一样的，不管是地球人类还是外星文明，只要达到一定的 科技 水平，都能够检测出来，这种时间就是客观的。

地球人按自己主观时间刻度将铀的半衰期定为45亿年，如果有火星文明存在，它们也是以围绕着太阳转一圈算1年的话（当然它们怎么表述不重要，重要的是这个意思），它们表述铀238半衰期就是约23.9亿年；而海王星文明则表述约3065万年。

人类的“秒”是怎么确定的？

人类现在以原子钟精确计时，时间协调时是一个很复杂的系统，就不一一细说了，简单地说，就是根据原子跃迁频率来确定秒的时间。如用铯-133计时，当向铯-133施加能量时，铯-133电子受到激发就会发生跃迁，并释放出固定频率的电磁波，也就是所谓“共振频率”，人们把铯-133在零磁场中共振9192631770次的时间，定为1秒。

这种原子振动频率在任何地方都是一样的，因此也是客观的。根据爱因斯坦相对论，时空在速度和重力条件下是相对的，不同速度或重力系统中，时间流逝快慢是不一样的。这是不是就影响了时间本质的客观性呢？时空通讯认为，没有。因为不管是人类还是地外文明，在不同的引力场或速度系统中，监测到的时空膨胀效应都应该是一样的。

世界时间精确性已经达到阿秒级。

何谓阿秒？1秒等于1000毫秒，1毫秒等于1000微秒，1微秒等于1000纳秒，1纳秒等于1000皮秒，1皮秒等于1000飞秒，1飞秒等于1000阿秒。因此，1阿秒就是100亿亿分之一秒。现在的世界协调时间误差小于1000亿亿分之一秒，也就是数亿年乃至百亿年才会相差1秒。

现在的世界协调时就是根据原子振动频率为秒长确定的计时单位，本身与地球自转没有什么关系，但当与平均太阳时相差达到0.9秒时，就会根据地球自转是减慢了还是加快了，就会调整正或负1个闰秒，也就是在原来的时间上加1秒或减一秒，这样就能保证时间与地球季节的协调一致。

不同原子被激发的电磁波频率是固定不变的，不管是在地球上还是在任何其他宇宙环境都是一样的，因此这种频率是客观的，这样人类的1秒就是根据客观时间制定的，不会变化的。但电磁波频率本身没有一个整数，都是取一个近似值，这样就会有误差存在。

目前世界上最精准的原子钟，如英国国家物理实验室的NPL-CsF2原子钟，1.38亿年才会正负误差1秒，而现在澳大利亚科学家正在研制的钍-229原子核钟，将把误差1秒时间延长到1400亿年，也就是如果用这种钟计时，从宇宙诞生到现在138亿年误差不会超过1/10秒。

因此，客观时间永远不会加快和减慢。

所以，央视说的时间变快了实在是一个误区，客观时间是永远也不会加快或减慢的。但地球自转并不是绝对均匀的，会有微小的快慢变化，央视只是把这种变化说成是时间发生了变化。正是1秒还是1秒，才能够衡量到地球转动的快慢。

那么一时闹得沸沸扬扬的地球自转速度加快，到底加快了多少呢？据科学家监测表明，1天也就快了不到1毫秒。1毫秒是多少呢？也就是1000分之一秒。也就是地球自转一圈，也就是一个昼夜本来需要86400秒，现在少了千分之一秒，就是只有86399.999秒了。

据中国授时中心科学家们发布的消息，地球在2020年自转加速了，最为明显的是2020年7月19日，这一天比24小时短了1.4602毫秒，创了半个世纪以来加快的最高记录。但这种加速并不是每天都平均的，授时中心科学家预测，在2021年，地球自旋加速会让每天缩短0.05毫秒，这样1年就要缩短18.2625毫秒，也就是约0.018秒。

地球自转整体趋势是变慢的。

地球从诞生以来，转速就一直在缓慢地变慢。45亿年前地球刚刚形成时，转动速度比现在快多了，只约6小时就自转一圈，1年要转1千多圈，也就是有1千多天。那时地球距离太阳比现在近很多，月球距地球也比现在近很多。

6亿年前，地球自转一圈每天约22小时，现在则为24小时，我们可以大约算出，地球自转平均每年变慢0.012毫秒。因此这个变化看起来很缓慢，但如果按照这种趋势下去，未来10亿年，地球每转一圈将减慢12000秒，也就是每天要延长约3.33小时，这样每个昼夜就有27.33个小时了；到了50亿年后太阳毁灭时，地球自转一天将延长60000秒，每个昼夜就有36.67小时了。

那么地球自转为什么会越来越慢呢？

导致地球变慢的原因比较复杂，最主要是太阳和月球对地球形成的引潮力导致。所谓引潮力就是由于引力加在天体表面位置的力度不一样，导致天体变形，尤其是流体变形得厉害，就会有让天体相互锁定的趋势。所谓引潮力锁定，就是天体公转和自转完全一致了，看起来两个天体就永远只有一面相互对着。

一般来说，大天体会更早地锁定小天体，比如月球就被地球潮汐锁定了，因此月球就总有一面向着地球，看起来就没有了自转。实际上月球自转和公转一致了，围绕着地球转一圈，自己也转一圈，这样看起来就没转。

太阳和月球对地球的引潮力也有不断让地球自转变慢，最终锁定的趋势。尤其是月球距离地球较近，因此对地球引潮力更大，每天海洋的涨潮落潮就主要是月球引力导致的。一些科学数据监测认为，地球的自转速度现在每个世纪约减缓0.00164秒。根据这种趋势计算，一直到太阳系毁灭，地球都不会被潮汐锁定，而且还早着呢。

地球自转变慢只是总趋势，中途会有波动和变化。

因为影响地球自转的因素很多，其中就有地球内部结构的变化，如地球重心变低就会导致地球自转速度加快。这有点像冰山芭蕾演员的表演，当演员在冰上做旋转动作时，手足展开旋转就会比较慢，而手足收缩抱成团，旋转就会骤然加快，看得我们眼花缭乱。

这就是所谓角动量守恒。这个理论告诉我们，当一个既定质量的物体动量不变的情况下，体积缩小转动的速度就会更快。地球随着时间的推移，核心一直在渐渐变冷，地核就会收缩，导致地幔沉降，重心就会下移；这些活动会引起地震，一些大地震更加剧了重心的变化，这是地球自转加快的原因之一。比如2011年日本9级大地震，科学家们就监测到地球自转加快了1.8微秒。

还有由于人为因素导致地球气候变暖，冰川融化，使地球表面质量分布发生变化，这也是引起地球自转加快的一个原因。但一般认为这种加快只是在不断变慢的总趋势中一个插曲，最终的自转变慢趋势还是不变的。

因此，有人担忧地球自转会越来越快，最后把人都甩出去，最终地球会分崩离析而毁灭。这种想法毫无根据，且没有必要。

地球自转加快或减慢的时间会错乱了吗？

说了这么多，都说明时间本身并没有变化，变化的只是地球自转，根据没有变化的时间衡量，才能够知道地球自转比过去快了。那么这种每天快或慢的变化，要不要调整时间呢？日积月累，未来1天岂不越来越对不上标准时间了？

别担心，科学家早就有保证时间不错乱的工具，就是“闰秒”。

就像闰年闰月一样，为了把时间与地球自转和公转对整齐，科学家们也确定了一个“闰秒”，就是根据地球自转减慢和加快，每天时间都会变得多或者少那么一点点，日积月累就可能改变一天时间，达到一定程度就“闰”一下，就把时间又对准了。

这个“闰”丝毫也没有改变客观时间的规律，原子共振频率确定出来的“秒”依然是精准的，只是当地球每年积累误差达到0.9秒时，就将时间增加或者减少1秒，这样就把过去欠缺或超过的时间调校回来，1年就还是1年。

比如现在对照50年前的时间，已经快了0.5秒，如果按照2021年地球自转每天平均要快0.05毫秒的话，1年就要快18.25毫秒，一直按这个趋势，除去已经快了0.5秒计算，达到0.9秒误差还需要约22年。因此如果一直这样快下去，也还要在22年后才会调整1闰秒，以使计时和地球自转及与太阳关系相符。

闰秒已经调整多次了。

自从人类有了精确计时工具后，截止到现在，已经进行了27次闰秒调整，均为正闰秒，就是向后拨1秒，这就是说，地球自转都是越来越慢的趋势。当累计减慢0.9秒时，在半年或年终最后一天时，让最后1分钟成为61秒。

距今最后一次闰秒调整是在2016年12月31日，格林威治时间在这个时刻，将23点59分后59秒跳到0点，调整为60秒跳0点，这样这一天就增加了1秒。而北京处于东八时区，调整时间在2017年1月1日，7点59分59秒后面加1秒。这种调整叫“正闰秒”调整，这就是所谓世界协调时。

那么地球自转变快会来一次负闰秒调整吗？

这得看地球自转加快最后累计时间会不会减少到达0.9秒这个界限。从地球一直自转变慢的趋势来看，这种变快的现象一般只是偶然的，不持续的。

如果这种现象中断，地球又开始自转变慢了，这种负闰秒的调整就没有必要了。不管是正闰秒调整还是负闰秒调整，都是一个非常严肃的事情，不能随意变动，要全球同步行动。因为现在 社会 已经对时间有非常精密的要求，1秒钟时差就会导致整个 社会 发生混乱，甚至巨大的灾害。

比如炒股、发射宇宙飞船、导航定位系统等等，1秒之差都会导致谬之千里的错误。只要我们尊重科学，按照客观规律认识时间问题，精准地做好调整，地球自转这点快慢对人类 社会 生活是没有任何影响的，大家就把心放在肚子里好了。

这就是时空通讯对闹得沸沸扬扬作为“时间变快”的看法，不知各位是否同意，欢迎讨论并在评论区留下您宝贵意见。如喜欢我的文章，请关注支持。

地球自转为什么突然变快了，是哪些原因导致的？有什么影响？

科学家研究显示，从2020年年中以来，地球的自转速度已经达到近50年最快速度。一天不足24小时。很有可能2021年是 历史 上过的最快的一年。快了多少呢？初步计算2021年全年可能会比以往快上1/5秒。这个时长对我们来说是没有什么感觉，毕竟它是分布在一年四季的365天里面的。

我们都知道地球从诞生起就一直保持着公转与自转的规律，它就像是一颗永远不会停下来的陀螺，一直不停的转动。也正因为地球这种旋转规律，地球上的我们才会经历昼夜交替。不过有个问题一直困惑着人类，地球像陀螺一样的旋转着，那这背后到底是什么力量在让它旋转呢？地球为什么会自转呢？

我们都知道太阳系是46亿年前，一个原始星云诞生而来的。不过这个原始星云并不是非常均匀的，而是不规则的质量分布，有的大有的却很小。宇宙的引力与物质的质量成正比，所以在万有引力的作用下，质量小的就会围绕质量多的地方旋转。由此诞生出太阳、行星及其他天体，而它们也一直保持着最初的角动量，满足能量守恒定律。

知道了地球为什么自转，那么什么原因导致地球的转速逐渐加速了呢？其实仔细想想就会明白这个道理，比如一个滑冰的运动员需要通过收紧双臂才能加速自己的旋转。宇宙中的地球会遇到各种气体及尘埃、岩石，当这些东西逐渐向地球中心进去时，地球的自转速度便会随着这一过程逐渐加速。

地球自转的现象会一直持续吗？地球会不会有停止自转的那一天？其实运动中的物体，如果没有能量变动的情况，便会一直保持原有的运动状态。而地球自身那么大的体积，想要改变它的运动方式，也就需要更多的能量，所以地球会不会停止自转，相信大家已经很清楚了。

影响地球自转速度持续加快原因是多种多样的，例如水力发电也会影响地球自转速度。因为地球的河流绝大多数都是流向赤道方向的。如果在高纬度地区大量的修建水坝，就会导致原来应该远离自转轴的水质量，大量的囤积在了更加靠近自转轴的地方。那么地球的转动惯量就会降低，从而自转就会加速。虽然这种影响力是比较小，但它毕竟是有影响的。

如果地球人类自转速度持续不断的增加，会对地球人类生活造成什么样的影响？

很多人说自己会被甩出地球，恭喜你，你讲的有一定道理。其实如果你有学过初中地理你就会知道，其实我们人每时每刻都在跟着地球以非常快的速度自转。如果你生活在北半球，你的移动速度约等于750英里／每小时。而越接近赤道这个速度会越快，可以达到1000英里／每小时，妥妥的超音速。

而如果地球自转速度持续不断的加速到约等于现在17倍时，巨大速度所产生的离心力，将会让你成功的摆脱地球的引力，成为一颗彗星。同样的道理现在我们人类所发射的所有在外太空的卫星，也将因为地球自转速度增加，而变得系统紊乱。我们人类有可能会回到五六十年前的通讯时代。

但在那之前呢？你的体重会因为离心力的增加而下降。所以赶快称一称你今天有没有比昨天轻一点。

再者，赤道附近的陆地的海平面会上升，这是因为地球自转速度的增加，会将南北两极的水吸向赤道附近，自转速度每增长1英里／每小时，海平面就会上涨几英寸。所以很多人问日本会不会由此被淹没啊？而澳大利亚和印度更有可能聚集？那么最后一点，就是各种台风和飓风会因为自转速度的增加而变得更加的猛烈，不过说了那么多，大家不用担心啊，因为地球自转速度呢是时而加速时而减速。不过我们要注意保护好我们的大自然，别再让两极冰川继续融化了。

前景可怕！

我认为：人们无限度地开采地球内的地下资源、必然引起地球体积变小！一个体积变小的球体、在宇宙中、由同等相互引力的情况下，地球这个球体自转、必然比以前加快！为了保护人类唯一生存的栖居住，今后如何防止地球体积缩小？是摆在全人类的重大的难题！呼吁：地质科学家们，赶快研究出解决方案！

地球自转加快一天已不足24小时，地球加快自转的原因是什么？

“专业数据显示，现在时间的流逝比过去半个世纪的任何时候都要快。这是因为地球自转速率为50年来最快。”科普专家、中国科学院国家授时中心党委书记窦忠透露，相关科研意识到，自2020年的年中以来，地球的自转速率呈现加快趋势。所以我们就把地球自转一圈所花费的时间定为了我们在地球上经历一天所需要的时间，这个时间就是我们钟表上的24小时。

所谓的太阳日就是指，今日太阳达到天穹顶最高点的位置到明天达到天穹顶最高点的位置所花费的时间。

举个例子，今日的太阳在中午12点的时候到了天穹最顶端，那么明天12点的时候，太阳也总获得达天穹的最顶端，这样我们的钟表的计时才能与地球自转周期对应，钟表计时才能指导我们天天的生活。

导致地球自转变慢的因素是潮汐，它是因为月亮、太阳对地球的引潮力形成的。

东汉王充在《论衡》中曾指出：“涛之起也，随月盛衰，大小满损不齐同。潮汐传播的方向为自东向西，与地球自转方向相反。它会引起海水和浅海海底摩擦，也引发地球内部固体物质的内摩擦。因为地月系统的角动量守恒，在地球自转变慢的同时，地月距离正以每年3.8厘米的速率递增。

除了极长时间尺度上的变慢趋势之外，在19世纪20年代，人们意识到地球自转还存在短期的不规则变化，时快时慢，一年当中日长的变化幅度可以达到2毫秒。这种变化的原因目前还没有定论，可能来自地幔与地核之间的角动量交换或海平面变化等因素，以及由太阳风力矩或与地磁场耦合等因素引起。

自2020年年中，地球的自转开始加速。地球的自转速率比以往更快，可以说明一年会更快过去？这要从时间的测量说起。现在用于测量时间的高精度原子钟已达到阿秒级，即10的负18次方秒。研究人员在观测原子钟时意识到，在过去50年里，地球完成一次自转所需的时间很少短于24小时，即86400秒。然而，现在一天的时长则短于86400秒。