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Articulo de referencia

Segundo intercalar

Captura de pantalla del reloj UTC de time.gov durante el segundo intercalar del 31 de diciembre de 2016. Un segundo intercalar (a veces llamado segundo intercalar ) [ 1 ] es un ...

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Captura de pantalla del reloj UTC de time.gov durante el segundo intercalar del 31 de diciembre de 2016.

Un segundo intercalar (a veces llamado segundo intercalar ) [ 1 ] es un ajuste de un segundo que se aplica ocasionalmente al Tiempo Universal Coordinado (UTC), para acomodar la diferencia entre el Tiempo Atómico Internacional (TAI), medido con precisión por relojes atómicos , y el tiempo solar observado ( UT1 ), que varía debido a irregularidades y a la desaceleración a largo plazo de la rotación de la Tierra .

El estándar de tiempo UTC, ampliamente utilizado para la medición del tiempo internacional y como referencia para la hora civil en la mayoría de los países, utiliza TAI y, por lo tanto, se adelantaría al tiempo solar observado a menos que se reajuste a UT1 según sea necesario. El mecanismo del segundo intercalar existe para proporcionar este ajuste. El segundo intercalar se introdujo en 1972 (en ese momento, UTC ya estaba retrasado con respecto a TAI por 10 segundos debido a los métodos anteriores para gestionar la diferencia). Desde entonces, se han añadido 27 segundos intercalares a UTC, el más reciente el 31 de diciembre de 2016. [ 2 ] Hasta ahora, todos han sido segundos intercalares positivos, añadiendo un segundo a un día UTC; si bien un segundo intercalar negativo es teóricamente posible, aún no ha ocurrido.

Debido a que la velocidad de rotación de la Tierra varía en respuesta a eventos climáticos y geológicos, [ 3 ] los segundos intercalares UTC están espaciados de forma irregular y no son precisamente predecibles. La decisión de insertar un segundo intercalar la toma el Servicio Internacional de Rotación Terrestre y Sistemas de Referencia (IERS), generalmente con unos seis meses de anticipación, para asegurar que la diferencia entre UTC y UT1 no supere ±0,9 segundos. [ 4 ]

Esta práctica ha resultado perjudicial, especialmente en los sistemas digitales modernos que requieren un registro de tiempo continuo y preciso. Dado que no todos los sistemas implementan los ajustes de segundos intercalares de manera uniforme, algunos sistemas computacionales, de redes y basados ​​en satélites pueden presentar anomalías. [ 5 ]

Historia

Gráfico que muestra la diferencia entre UT1 y UTC. Las discontinuidades corresponden a los segundos intercalares.

Hacia el año 140 d. C., Ptolomeo , el astrónomo alejandrino, subdividió sexagesimalmente tanto el día solar medio como el día solar verdadero a al menos seis lugares después del punto sexagesimal, y utilizó fracciones simples tanto de la hora equinoccial como de la hora estacional, ninguna de las cuales se asemeja al segundo moderno. [ 6 ] Los eruditos musulmanes, incluido al-Biruni en 1000, subdividieron el día solar medio en 24 horas equinocciales, cada una de las cuales fue subdividida sexagesimalmente, es decir, en unidades de minuto, segundo, tercero, cuarto y quinto, creando el segundo moderno como 1/60 de 1/60 de 1/24 = 1 / 86,400 del día solar medio en el proceso . [ 7 ] Con esta definición, el segundo fue propuesto en 1874 como la unidad base de tiempo en el sistema de unidades CGS . [ 8 ] Poco después, Simon Newcomb y otros descubrieron que el período de rotación de la Tierra variaba irregularmente, [ 9 ] por lo que en 1952, la Unión Astronómica Internacional (IAU) definió el segundo como una fracción del año sideral . En 1955, considerando que el año tropical era más fundamental que el año sideral, la IAU redefinió el segundo como la fracción 1 ⁄ 31 556 925,975 del año tropical medio de 1900,0. En 1956, el Comité Internacional de Pesas y Medidas adoptó un valor ligeramente más preciso de 1 ⁄ 31 556 925,9747 para la definición del segundo , y en 1960 la Conferencia General de Pesas y Medidas lo adoptó, convirtiéndose en parte del Sistema Internacional de Unidades (SI). [ 10 ]

Finalmente, esta definición también resultó ser inadecuada para mediciones de tiempo precisas, por lo que en 1967, el segundo del SI se redefinió nuevamente como "la duración de 9.192.631.770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133 ". [ 11 ] Ese valor coincidía con 1 parte en 10 10 con el segundo astronómico (efemérides) que se usaba entonces. [ 12 ] También era cercano a 1 / 86.400 del día solar medio, calculado como promedio entre los años 1750 y 1892.

Sin embargo, durante los últimos siglos, la duración del día solar medio ha ido aumentando en aproximadamente 1,4–1,7 ms por siglo, dependiendo del tiempo de promediado. [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] Para 1961, el día solar medio ya era uno o dos milisegundos más largo que 86 400 segundos SI. [ 16 ] Por lo tanto, los estándares de tiempo que cambian la fecha después de precisamente86 400 segundos del SI, como el Tiempo Atómico Internacional (TAI), se convertirían cada vez más en estándares de tiempo adelantados vinculados al día solar medio, como el Tiempo Universal (UT).

Cuando se instituyó el estándar del Tiempo Universal Coordinado (UTC) en 1960, basado en relojes atómicos, se consideró necesario mantener la concordancia con el UT, que hasta entonces había sido la referencia para los servicios de hora de difusión. Entre 1960 y 1971, el BIH desfasó la frecuencia de los relojes atómicos UTC con respecto a una escala de tiempo atómica pura para mantener la sincronización con UT2 , una práctica conocida como el "segundo de goma". [ 17 ] La tasa de UTC se decidió al comienzo de cada año y se desfasó de la tasa del tiempo atómico en −150 partes por 10 10 para 1960–1962, en −130 partes por 10 10 para 1962–63, en −150 partes por 10 10 nuevamente para 1964–65, y en −300 partes por 10 10 para 1966–1971. [ 18 ] Junto con el cambio de tasa, se necesitó un paso ocasional de 0,1  s (0,05  s antes de 1963). Esta tasa de UTC predominantemente desplazada en frecuencia fue transmitida por MSF , WWV y CHU, entre otras estaciones horarias. En 1966, el CCIR aprobó el "tiempo atómico escalonado" (SAT), que ajustaba el tiempo atómico con  ajustes más frecuentes de 0,2 s para mantenerlo dentro de 0,1  s de UT2, ya que no tenía ajustes de frecuencia. [ 19 ] El SAT fue transmitido por WWVB, entre otras estaciones horarias. [ 18 ]

En 1972, se introdujo el sistema de segundos intercalares para que los segundos UTC pudieran ajustarse exactamente al segundo estándar del SI, manteniendo la hora UTC y los cambios de fecha UTC sincronizados con los de UT1. [ 11 ] Para entonces, el reloj UTC ya estaba 10 segundos por detrás de TAI, que se había sincronizado con UT1 en 1958, pero había estado contando segundos SI verdaderos desde entonces. Después de 1972, ambos relojes han estado funcionando en segundos SI, por lo que la diferencia entre sus pantallas en cualquier momento es de 10 segundos más el número total de segundos intercalares que se han aplicado a UTC hasta ese momento; a partir de 2024Se han añadido 27 segundos intercalares a UTC, por lo que la diferencia es de 10 + 27 = 37 segundos. El último segundo intercalar se aplicó el 31 de diciembre de 2016.

Razón fundamental

Desviación de la duración del día respecto al día del SI, con días más cortos como resultado de una rotación planetaria más rápida.

Los segundos intercalares se producen de forma irregular debido a que la velocidad de rotación de la Tierra varía de manera irregular. De hecho, la rotación de la Tierra es bastante impredecible a largo plazo, lo que explica por qué los segundos intercalares se anuncian con solo seis meses de antelación.

FR Stephenson y LV Morrison desarrollaron un modelo matemático de las variaciones en la duración del día solar, [ 15 ] basado en registros de eclipses del período comprendido entre el 700 a. C. y el 1623, observaciones telescópicas de ocultaciones del período entre 1623 y 1967, y relojes atómicos posteriores. El modelo muestra un aumento constante del día solar medio de 1,70 ms (±0,05 ms) por siglo, además de un desplazamiento periódico de aproximadamente 4 ms de amplitud y un período de aproximadamente 1500 años. [ 15 ] Durante los últimos siglos, la tasa de alargamiento del día solar medio ha sido de aproximadamente 1,4 ms por siglo, siendo la suma del componente periódico y la tasa global. [ 20 ]     

La principal razón de la desaceleración de la rotación de la Tierra es la fricción de las mareas , que por sí sola alargaría el día en 2,3  ms/siglo. [ 15 ] Otros factores que contribuyen son el movimiento de la corteza terrestre con respecto a su núcleo , los cambios en la convección del manto y cualquier otro evento o proceso que cause una redistribución significativa de la masa. Estos procesos cambian el momento de inercia de la Tierra , afectando la velocidad de rotación debido a la conservación del momento angular . Algunas de estas redistribuciones aumentan la velocidad de rotación de la Tierra, acortan el día solar y se oponen a la fricción de las mareas. Por ejemplo, el rebote glacial acorta el día solar en 0,6  ms/siglo y se cree que el terremoto del Océano Índico de 2004 lo acortó en 2,68 microsegundos. [ 21 ]

Sin embargo, es un error considerar los segundos intercalares como indicadores de una desaceleración de la velocidad de rotación de la Tierra; son indicadores de la diferencia acumulada entre el tiempo atómico y el tiempo medido por la rotación de la Tierra. [ 22 ] El gráfico en la parte superior de esta sección muestra que en 1972 la duración promedio del día era aproximadamente86 400 .003 segundos y en 2016 fue aproximadamente86 400 .001 segundos, lo que indica un aumento general en la velocidad de rotación de la Tierra durante ese período de tiempo. Se insertaron segundos intercalares positivos durante ese tiempo porque la duración promedio anual del día se mantuvo mayor que86 400 segundos SI, no debido a ninguna desaceleración de la velocidad de rotación de la Tierra. [ 23 ]

En 2021, se informó que la Tierra giraba más rápido que en 2020 y experimentó los 28 días más cortos desde 1960, cada uno de los cuales duró menos de86 399 .999 segundos. [ 24 ] Esto provocó que ingenieros de todo el mundo debatieran sobre un segundo intercalar negativo y otras posibles medidas de cronometraje, algunas de las cuales podrían eliminar los segundos intercalares. [ 25 ] El día más corto jamás registrado fue el 29 de junio de 2022, con 1,59 milisegundos menos de 24 horas. [ 26 ] En un artículo de 2024 publicado en Nature , Duncan Agnew de la Institución Scripps de Oceanografía proyecta que el agua del creciente derretimiento de los casquetes polares migrará al ecuador y, por lo tanto, hará que la velocidad de rotación se ralentice de nuevo. [ 26 ]

Procedimiento

La programación de los segundos intercalares se delegó inicialmente a la Oficina Internacional de la Hora (BIH), pero pasó al Servicio Internacional de Rotación Terrestre y Sistemas de Referencia (IERS) el 1 de enero de 1988. El IERS suele aplicar un segundo intercalar cuando la diferencia entre UTC y UT1 se aproxima a 0,6  s, para evitar que la diferencia entre UTC y UT1 supere los 0,9  s.

El estándar UTC permite que se apliquen segundos intercalares al final de cualquier mes UTC, con preferencia a junio y diciembre y segunda preferencia a marzo y septiembre. A partir de mayo de 2023, todos ellos se han insertado al final del 30 de junio o del 31 de diciembre. IERS publica anuncios cada seis meses, haya o no segundos intercalares, en su "Boletín C". [ 29 ] Estos anuncios se publican normalmente con bastante antelación a cada posible fecha del segundo intercalar, normalmente a principios de enero para el 30 de junio y a principios de julio para el 31 de diciembre. [ 30 ] [ 31 ] Algunas transmisiones de señales horarias dan anuncios de voz de un segundo intercalar inminente.

Entre 1972 y 2020, se ha insertado un segundo intercalar aproximadamente cada 21 meses, en promedio. Sin embargo, el intervalo es bastante irregular y aparentemente va en aumento: no hubo segundos intercalares en el período de seis años comprendido entre el 1 de enero de 1999 y el 31 de diciembre de 2004, pero sí hubo nueve segundos intercalares en los ocho años de 1972 a 1979. Desde la introducción de los segundos intercalares, 1972 ha sido el año más largo registrado: 366 días, de los cuales 364 tuvieron una duración de 86 400 segundos y dos de 86 401 segundos, para un total de 31 622 402 segundos.

A diferencia de los días bisiestos , que comienzan después del 28 de febrero a las 23:59:59 hora local, [ a ] los segundos bisiestos UTC ocurren simultáneamente en todo el mundo; por ejemplo, el segundo bisiesto del 31 de diciembre de 2005 a las 23:59:60 UTC fue el 31 de diciembre de 2005 a las 18:59:60 (6:59:60 p. m.) en la hora estándar del este de EE. UU. y el 1 de enero de 2006 a las 08:59:60 (am.) en la hora estándar de Japón .

Cuando es obligatorio, se inserta un segundo intercalar positivo entre el segundo 23:59:59 de una fecha del calendario UTC elegida y el segundo 00:00:00 de la fecha siguiente. La definición de UTC establece que el último día de diciembre y junio son los preferidos, con el último día de marzo o septiembre como segunda preferencia, y el último día de cualquier otro mes como tercera preferencia. [ 32 ] Todos los segundos intercalares (a partir de 2019) se han programado para el 30 de junio o el 31 de diciembre. El segundo adicional se muestra en los relojes UTC como 23:59:60. En los relojes que muestran la hora local vinculada a UTC, el segundo intercalar puede insertarse al final de alguna otra hora (o media hora o cuarto de hora), dependiendo de la zona horaria local. Un segundo intercalar negativo suprimiría el segundo 23:59:59 del último día de un mes elegido de modo que el segundo 23:59:58 de esa fecha sería seguido inmediatamente por el segundo 00:00:00 de la fecha siguiente. Desde la introducción de los segundos intercalares, el día solar medio solo ha superado al tiempo atómico durante períodos muy breves y no ha provocado un segundo intercalar negativo.

Los cambios recientes en la velocidad de rotación de la Tierra han hecho más probable que se requiera un segundo intercalar negativo antes de la abolición de los segundos intercalares en 2035. [ 33 ] [ 34 ]

Futuro

Las escalas de tiempo TAI y UT1 están definidas con precisión: la primera mediante relojes atómicos (y, por lo tanto, independiente de la rotación de la Tierra) y la segunda mediante observaciones astronómicas (que miden la rotación planetaria real y, por consiguiente, la hora solar en el meridiano de referencia del IERS en Greenwich). UTC (en la que se basa habitualmente la hora civil ) es una solución intermedia, que avanza con segundos atómicos pero se reinicia periódicamente con un segundo intercalar para coincidir con UT1.

La irregularidad e imprevisibilidad de los segundos intercalares UTC resulta problemática para diversas áreas, especialmente la informática (véase más adelante ). Ante las crecientes exigencias de precisión en las marcas de tiempo en sistemas como la automatización de procesos y el comercio de alta frecuencia , [ 35 ] esto plantea una serie de problemas. Por consiguiente, la práctica arraigada de insertar segundos intercalares está siendo revisada por el organismo internacional de normalización pertinente. [ 36 ]

Propuestas de eliminación

El 5 de julio de 2005, el Jefe del Centro de Orientación Terrestre del IERS envió un aviso a los suscriptores de los Boletines C y D del IERS, solicitando comentarios sobre una propuesta de EE. UU. ante el WP7-A del Grupo de Estudio 7 de la UIT-R para eliminar los segundos intercalares del estándar de difusión UTC antes de 2008 (la UIT-R es responsable de la definición de UTC). [ b ] Se esperaba que se considerara en noviembre de 2005, pero la discusión se ha pospuesto desde entonces. [ 38 ] Según la propuesta, los segundos intercalares se reemplazarían técnicamente por horas intercalares en un intento de satisfacer los requisitos legales de varias naciones miembros de la UIT-R de que el tiempo civil esté astronómicamente vinculado al Sol.

Se han planteado varias objeciones a la propuesta. P. Kenneth Seidelmann, editor del Suplemento Explicativo del Almanaque Astronómico, escribió una carta lamentando la falta de información pública coherente sobre la propuesta y de una justificación adecuada. [ 39 ] En un artículo de opinión para Science News , Steve Allen, de la Universidad de California en Santa Cruz, afirmó que el proceso tiene un gran impacto en los astrónomos. [ 40 ]

En la Asamblea General de 2014 de la Unión Internacional de Científicos de la Radio (URSI), Demetrios Matsakis, Científico Jefe de Servicios de Tiempo del Observatorio Naval de los Estados Unidos , presentó los argumentos a favor de la redefinición y las refutaciones a los argumentos en contra. [ 41 ] Subrayó la imposibilidad práctica de los programadores de software de tener en cuenta que los segundos intercalares hacen que el tiempo parezca retroceder, especialmente cuando la mayoría ni siquiera sabe que existen. Se planteó la posibilidad de que los segundos intercalares representen un peligro para la navegación, así como los efectos observados en el comercio.

Estados Unidos formuló su posición sobre este asunto basándose en el asesoramiento de la Administración Nacional de Telecomunicaciones e Información [ 42 ] y la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC), que solicitó comentarios del público en general. [ 43 ] Esta posición es favorable a la redefinición. [ 44 ] [ c ]

En 2011, Chunhao Han, del Centro Global de Información de Beijing para la Aplicación y Exploración, declaró que China no había decidido cuál sería su voto en enero de 2012, pero algunos académicos chinos consideran importante mantener un vínculo entre el tiempo civil y el astronómico debido a la tradición china. La votación de 2012 finalmente se pospuso. [ 46 ] En un taller patrocinado por la UIT/BIPM sobre el segundo intercalar, Han expresó su opinión personal a favor de abolir el segundo intercalar, [ 47 ] y Han, junto con otros científicos chinos de cronometraje, expresó nuevamente un apoyo similar a la redefinición en la Asamblea General de la URSI en 2014.

En una sesión especial de la reunión de la Comunidad de Telecomunicaciones de Asia-Pacífico el 10 de febrero de 2015, Chunhao Han indicó que China ahora apoyaba la eliminación de los segundos intercalares futuros, al igual que todos los demás representantes nacionales que presentaron ponencias (de Australia, Japón y la República de Corea). En esta reunión, Bruce Warrington (NMI, Australia) y Tsukasa Iwama (NICT, Japón) indicaron una preocupación particular por los mercados financieros debido a que el segundo intercalar ocurre en medio de una jornada laboral en su parte del mundo. [ d ] Posteriormente a la reunión CPM15-2 en marzo/abril de 2015, el borrador presenta cuatro métodos que el CMR-15 podría utilizar para cumplir con la Resolución 653 del CMR-12. [ 50 ]

Entre los argumentos en contra de la propuesta se incluyen el costo desconocido de un cambio tan importante y el hecho de que el tiempo universal ya no corresponderá al tiempo solar medio. También se argumenta que ya existen dos escalas de tiempo que no utilizan segundos intercalares: el Tiempo Atómico Internacional ( TAI ) y el tiempo del Sistema de Posicionamiento Global (GPS). Las computadoras, por ejemplo, podrían usarlas y convertirlas a UTC o a la hora civil local según sea necesario para la salida. Los receptores de sincronización GPS económicos están fácilmente disponibles, y las transmisiones satelitales incluyen la información necesaria para convertir el tiempo GPS a UTC. También es fácil convertir el tiempo GPS a TAI, ya que el TAI siempre está exactamente 19 segundos adelantado con respecto al tiempo GPS. Ejemplos de sistemas basados ​​en el tiempo GPS incluyen los sistemas celulares digitales CDMA IS-95 y CDMA2000 . En general, los sistemas informáticos usan UTC y sincronizan sus relojes mediante el Protocolo de Tiempo de Red (NTP). Los sistemas que no pueden tolerar las interrupciones causadas por los segundos intercalares pueden basar su tiempo en TAI y usar el Protocolo de Tiempo de Precisión . Sin embargo, el BIPM ha señalado que esta proliferación de escalas de tiempo genera confusión. [ 51 ]

En la 47.ª reunión del Comité de Interfaz de Servicio del Sistema de Posicionamiento Global Civil en Fort Worth , Texas , en septiembre de 2007, se anunció que se enviaría una votación por correo sobre la eliminación de los segundos intercalares. El plan para la votación fue: [ 52 ]

  • Abril de 2008: El Grupo de Trabajo 7A de la UIT presentará al Grupo de Estudio 7 de la UIT una recomendación sobre el proyecto para eliminar los segundos intercalares.
  • Durante 2008, el Grupo de Estudio 7 llevará a cabo una votación por correo entre los Estados miembros.
  • Octubre de 2011: La UIT-R publicó su documento de situación, Estado del estudio del Tiempo Universal Coordinado (UTC) en la UIT-R , en preparación para la reunión de enero de 2012 en Ginebra; el documento informó que, hasta la fecha, en respuesta a las encuestas en línea de la agencia de la ONU de 2010 y 2011 que solicitaban comentarios sobre el tema, había recibido 16 respuestas de los 192 Estados Miembros, de las cuales "13 estaban a favor del cambio y 3 en contra". [ 53 ]
  • Enero de 2012: La UIT toma una decisión.

En enero de 2012, en lugar de decidir sí o no según este plan, la UIT decidió posponer la decisión sobre los segundos intercalares hasta la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones de noviembre de 2015. En esta conferencia, se decidió nuevamente continuar utilizando los segundos intercalares, a la espera de un estudio y consideración adicionales en la siguiente conferencia de 2023. [ 54 ]

En octubre de 2014, Włodzimierz Lewandowski, presidente del subcomité de sincronización del Comité del Servicio de Interfaz GPS Civil y miembro de la Junta del Programa de Navegación de la ESA, presentó a la UIT una resolución respaldada por el CGSIC que apoyaba la redefinición y describía los segundos intercalares como un "peligro para la navegación". [ 55 ]

Algunas de las objeciones al cambio propuesto han sido abordadas por sus partidarios. Por ejemplo, Felicitas Arias , quien, como Directora del Departamento de Tiempo, Frecuencia y Gravimetría de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM), era responsable de la generación del UTC, señaló en un comunicado de prensa que la deriva de aproximadamente un minuto cada 60-90 años podría compararse con la variación anual de 16 minutos entre el tiempo solar verdadero y el tiempo solar medio, el desfase de una hora debido al uso del horario de verano y el desfase de varias horas en ciertas zonas horarias geográficamente muy extensas. [ 56 ]

Las alternativas propuestas al segundo intercalar son la hora intercalar, que requiere cambios solo una vez cada pocos siglos; [ 57 ] y el minuto intercalar, con cambios cada medio siglo. [ 2 ] [ 58 ]

Eliminación gradual y futuro de los segundos intercalares

El 18 de noviembre de 2022, la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) aprobó la Resolución 4, que dispone que la diferencia máxima permitida entre UT1 y UTC se incremente "en o antes de 2035". [ 59 ] Se permitirá que la diferencia entre el tiempo atómico y el astronómico aumente a un valor mayor aún por determinar. La resolución instruye al CIPM (Comité Internacional de Pesas y Medidas) a desarrollar, en consulta con la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) y otras partes interesadas, un plan para implementar un nuevo valor máximo (UT1–UTC) para 2035 que garantice la continuidad de UTC durante al menos un siglo. [ 60 ] Se espera que la 28.ª CGPM, programada para 2026, revise y posiblemente apruebe este nuevo límite. [ 61 ] Una posible medida futura sugerida sería permitir que la discrepancia aumente a un minuto completo, lo que tomaría de 50 a 100  años, y luego hacer que el último minuto del día tome dos minutos en una "especie de mancha" sin discontinuidad. El año 2035 para eliminar los segundos intercalares se eligió considerando la solicitud de Rusia de extender el plazo hasta 2040, ya que, a diferencia del sistema global de navegación por satélite de Estados Unidos , GPS , que no ajusta su tiempo con segundos intercalares, el sistema ruso, GLONASS , sí ajusta su tiempo con segundos intercalares. [ 62 ] [ 63 ]

La Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones de la UIT de 2023 (CMR-23), que tuvo lugar en Dubái (Emiratos Árabes Unidos) del 20 de noviembre al 15 de diciembre de 2023, reconoció formalmente la Resolución 4 de la 27.ª CGPM (2022), que decide que el valor máximo de la diferencia (UT1-UTC) se incrementará en 2035 o antes. [ 64 ]

Implicaciones y debate técnico

Muchos defensores del cambio argumentan que eliminar los segundos intercalares frecuentes mejorará la estabilidad y confiabilidad de los sistemas de difusión de tiempo (por ejemplo, telecomunicaciones, GNSS, redes de datos), evitando las interrupciones causadas por la inserción o eliminación impredecible de un segundo. [ 65 ]

Según el texto de la resolución del BIPM y los estudios técnicos, las estrategias alternativas propuestas incluyen ajustes graduales de "dilución" (distribuyendo el tiempo adicional a lo largo de horas o días) o inserciones muy raras de "minutos intercalares", en lugar del modelo actual de segundos intercalares impredecibles. [ 66 ]

Si bien el objetivo es eliminar los frecuentes segundos intercalares, el vínculo entre UTC y la rotación de la Tierra (UT1) no se rompería de forma permanente: la resolución preserva explícitamente esa conexión, solo que con un límite más flexible. [ 67 ]

Críticas y contraargumentos

Algunos críticos advierten que aumentar la divergencia permisible entre UTC y UT1 podría, en escalas de tiempo muy largas, debilitar la alineación del tiempo civil con el tiempo solar (es decir, lo que se siente como "mediodía" en comparación con el mediodía solar real), aunque los funcionarios del BIPM argumentan que el aumento será gradual y manejable. [ 68 ]

Los opositores también advierten que la solución de "segundo de difusión" puede no ser ideal para todos los sistemas: la falta de un salto repentino y bien definido dificulta que algunos protocolos sensibles al tiempo mantengan la compatibilidad sin ingeniería adicional. [ 69 ]

Perspectivas a largo plazo

Si se implementa según lo previsto, el cambio implicaría la eliminación de las inserciones de segundos intercalares durante muchas décadas, reduciendo las interrupciones en los sistemas digitales de alta precisión. Se espera que el nuevo límite (UT1–UTC) se revise periódicamente; la resolución exige un mecanismo de revisión para que la tolerancia no diverja de forma incontrolable a medida que evoluciona la rotación de la Tierra. [ 70 ]

Problemas

Captura de pantalla de Chrony Control en macOS , que muestra un segundo anuncio insertado por NTP el 30 de junio de 2015.

Cálculos de diferencia de tiempo y secuencia

Para calcular el tiempo transcurrido en segundos entre dos fechas UTC dadas, es necesario consultar una tabla de segundos intercalares, la cual debe actualizarse cada vez que se anuncia un nuevo segundo intercalar. Dado que los segundos intercalares se conocen solo con 6 meses de antelación, no es posible calcular intervalos de tiempo para fechas UTC más lejanas.

Anuncios faltantes

Aunque el BIPM anuncia un segundo intercalar con 6 meses de anticipación, la mayoría de los sistemas de distribución de tiempo ( SNTP , IRIG-B , PTP ) anuncian los segundos intercalares con un máximo de 12 horas de anticipación, [ 71 ] a veces solo en el último minuto y algunos incluso no los anuncian en absoluto ( DNP3 ).

Diferencias en la implementación

No todos los relojes implementan los segundos intercalares de la misma manera. En el sistema de tiempo Unix, los segundos intercalares se implementan comúnmente repitiendo 23:59:59 o agregando la marca de tiempo 23:59:60. El Protocolo de Tiempo de Red (NTP) congela el conteo de tiempo durante el segundo intercalar, [ 72 ] algunos servidores de tiempo declaran una "condición de alarma". Otros esquemas distribuyen el tiempo en las proximidades de un segundo intercalar, extendiendo el segundo de cambio durante un período más largo. Esto tiene como objetivo evitar cualquier efecto negativo de un salto sustancial (según los estándares modernos) en el tiempo. [ 73 ] [ 74 ] Este enfoque ha dado lugar a diferencias entre sistemas, ya que la distribución del salto no está estandarizada y en la práctica se utilizan varios esquemas diferentes. [ 75 ]

Representación textual

La representación textual de un segundo intercalar se define en BIPM como "23:59:60". Algunos programas no reconocen este formato y pueden generar un error al procesarlo.

Representación binaria

La mayoría de los sistemas operativos y de distribución horaria representan el tiempo con un contador binario que indica el número de segundos transcurridos desde una época arbitraria ; por ejemplo, desde el 1 de enero de 1970 a las 00:00:00 en máquinas POSIX o desde el 1 de enero de 1900 a las 00:00:00 en NTP. Este contador no tiene en cuenta los segundos intercalares positivos y no indica que se haya insertado un segundo intercalar; por lo tanto, dos segundos consecutivos tendrán el mismo valor. Algunos sistemas operativos, en particular Linux, asignan al segundo intercalar el valor del contador del segundo anterior, 23:59:59 ( secuencia 59-59-0 ), mientras que otros sistemas (y la distribución horaria IRIG-B) le asignan el valor del contador del segundo siguiente, 00:00:00 ( secuencia 59-0-0 ). Dado que no existe un estándar que rija esta secuencia, la marca de tiempo de los valores muestreados exactamente al mismo tiempo puede variar en un segundo. Esto puede explicar fallos en sistemas críticos en tiempo real que dependen de valores con marca de tiempo. [ 76 ]

Otros

Varios modelos de receptores globales de navegación por satélite presentan fallos de software relacionados con los segundos intercalares:

  • Algunas versiones antiguas de los receptores GPS Motorola Oncore VP, UT, GT y M12 presentaban un error de software que provocaba que una marca de tiempo se desfasara un día si no se programaba un segundo intercalar durante 256 semanas. Esto ocurrió el 28 de noviembre de 2003. A medianoche, los receptores con este firmware informaron del 29 de noviembre de 2003 durante un segundo y luego volvieron al 28 de noviembre de 2003. [ 77 ] [ 78 ]
  • Los receptores GPS Trimble más antiguos tenían un fallo de software que insertaba un segundo intercalar inmediatamente después de que la constelación GPS comenzara a transmitir la hora de inserción del siguiente segundo intercalar (algunos meses antes del segundo intercalar real), en lugar de esperar a que este ocurriera. Esto provocaba que la hora del receptor se desfasara un segundo durante ese intervalo. [ 79 ] [ 80 ]
  • Los receptores GPS antiguos Datum/Symmetricom TymServe 2100 aplican un segundo intercalar tan pronto como reciben la notificación correspondiente, en lugar de esperar a que se registre la fecha correcta. El fabricante ya no ofrece soporte para estos modelos y no hay software corregido disponible. Se ha descrito y probado una solución alternativa, pero si el sistema GPS retransmite el anuncio o si se apaga la unidad, el problema volverá a ocurrir. [ 81 ]
  • Se descubrió que cuatro marcas diferentes de receptores de navegación que utilizan datos de los satélites BeiDou implementaban los segundos intercalares un día antes. [ 82 ] Esto se atribuyó a un error relacionado con la forma en que el protocolo BeiDou numera los días de la semana.

Varios proveedores de software han distribuido programas que no han funcionado correctamente con el concepto de segundos intercalares:

  • NTP especifica una bandera para informar al receptor que un segundo intercalar es inminente. Sin embargo, algunas implementaciones de servidores NTP no han configurado correctamente su bandera de segundo intercalar. [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ] Algunos servidores NTP han respondido con la hora incorrecta hasta un día después de la inserción de un segundo intercalar. [ 87 ]
  • Varias organizaciones informaron problemas causados ​​por software defectuoso tras el segundo intercalar que ocurrió el 30 de junio de 2012. Entre los sitios que informaron problemas se encontraban Reddit ( Apache Cassandra ), Mozilla ( Hadoop ), [ 88 ] Qantas , [ 89 ] y varios sitios que ejecutan Linux. [ 90 ]
  • A pesar de la publicidad que se le dio al segundo intercalar de 2015, se produjo un pequeño número de fallos de red debido a errores de software relacionados con el segundo intercalar en algunos enrutadores. [ 91 ] Varias versiones antiguas del sistema operativo NX-OS de la serie Cisco Systems Nexus 5000 (versiones 5.0, 5.1, 5.2) se ven afectadas por errores relacionados con el segundo intercalar. [ 92 ]

Algunas empresas y proveedores de servicios se han visto afectados por errores de software relacionados con los segundos intercalares:

Existían preocupaciones infundadas de que los equipos agrícolas que utilizaban navegación GPS durante las cosechas del 31 de diciembre de 2016 se verían afectados por el segundo intercalar de 2016. [ 98 ] La navegación GPS utiliza la hora GPS , que no se ve afectada por el segundo intercalar. [ 99 ]

Soluciones alternativas

La solución alternativa más obvia es usar la escala TAI para todos los fines operativos y convertirla a UTC para texto legible. UTC siempre se puede derivar de TAI con una tabla adecuada de segundos intercalares. El organismo de estándares de la industria de audio y video de la Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión (SMPTE) seleccionó TAI para derivar marcas de tiempo de medios. [ 100 ] IEC/IEEE 60802 (Redes sensibles al tiempo) especifica TAI para todas las operaciones. Grid Automation planea cambiar a TAI para la distribución global de eventos en redes eléctricas. Las redes de malla Bluetooth también usan TAI. [ 101 ]

En lugar de insertar un segundo intercalar al final del día, los servidores de Google implementan un "salto de segundo", extendiendo ligeramente los segundos durante un período de 24 horas centrado en el segundo intercalar. [ 74 ] Amazon siguió un patrón similar, pero ligeramente diferente, para la introducción del segundo intercalar del 30 de junio de 2015, [ 102 ] lo que llevó a otro caso de proliferación de escalas de tiempo. Posteriormente lanzaron un servicio NTP para instancias EC2 que realiza salto de segundo. [ 103 ] UTC-SLS se propuso como una versión de UTC con salto de segundo lineal, pero nunca se convirtió en estándar. [ 104 ]

Se ha propuesto que los clientes de medios que utilizan el Protocolo de Transporte en Tiempo Real inhiban la generación o el uso de marcas de tiempo NTP durante el segundo intercalar y el segundo anterior. [ 105 ]

El NIST ha establecido un servidor de tiempo NTP especial para proporcionar UT1 en lugar de UTC. [ 106 ] Dicho servidor sería particularmente útil en caso de que se apruebe la resolución de la UIT y ya no se inserten segundos intercalares. [ 107 ] Aquellos observatorios astronómicos y otros usuarios que requieren UT1 podrían funcionar con UT1, aunque en muchos casos estos usuarios ya descargan UT1-UTC del IERS y aplican correcciones en el software. [ 108 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ Solo los días bisiestos del calendario gregoriano comienzan después del 28 de febrero. Los días bisiestos de otros calendarios comienzan en diferentes horas locales en sus respectivos años ( calendario etíope , calendarios iraníes , calendario nacional indio , etc.).
  2. ↑ El Wall Street Journal señaló que un funcionario estadounidense consideró en ese momento que la propuesta era un "asunto privado interno de la UIT". [ 37 ]
  3. ↑ La FCC ha publicado los comentarios recibidos, que pueden encontrarse utilizando su motor de búsqueda para el procedimiento 04–286 y limitando el "período de recepción" a aquellos comprendidos entre el 27 de enero y el 18 de febrero de 2014, ambos inclusive. [ 45 ]
  4. ↑ Además de publicar el vídeo de la sesión especial, [ 48 ] la Autoridad Australiana de Comunicaciones y Medios de Comunicación dispone de una transcripción de dicha sesión y una página web con el borrador del contenido del informe de la Reunión Preparatoria de la Conferencia y las soluciones para el punto 1.14 del orden del día de la CMR-15 de la UIT-R. [ 49 ]

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  • Preguntas frecuentes del NIST sobre el año bisiesto y el segundo bisiesto
  • El segundo intercalar: su historia y su posible futuro.
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  • Las series "El tiempo cotidiano" y "El tiempo atómico" de Judah Levine
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