கால அளவுகோல்களும் நிரப்பு நொடியும்
அளவீட்டு அலகு அல்ல, மூன்று அளவுகோல்கள்: UTC, TAI, UT1 · அளவு: ஒரு கணம்
2016 ஆம் ஆண்டு டிசம்பர் 31 அன்று பன்னாட்டுப் புவிச் சுழற்சி அமைப்பின் கடிகாரங்கள் 23 மணி 59 நிமிடம் 60 நொடியைக் காட்டின — சாதாரண நாளில் இல்லாத ஒரு நேரம். அந்த நொடி நுழைக்கப்பட்டதற்குக் காரணம், அந்நாள் வரை புவி அணுக் கடிகாரங்களை விட ஏறத்தாழ ஆறு பத்தில் ஒரு நொடி பின்தங்கியிருந்தது; நுழைக்கப்படாவிட்டால் விலகல் உடன்பாட்டால் நிறுவப்பட்ட எல்லையைத் தாண்டியிருக்கும். அதன் பிறகு ஒரு நுழைப்பும் நிகழவில்லை: கோள் எதிர்பாராத வகையில் வேகமெடுத்தது, இப்போது எதிர்மறையான செயல் தீவிரமாக விவாதிக்கப்படுகிறது — சேர்க்க வேண்டியது அல்ல, நீக்க வேண்டிய ஒரு நொடி.
அன்றாட மொழி «காலம்» என்ற ஒரே சொல்லால் அழைக்கும் மூன்று பொருள்களைப் பிரித்தால் மட்டுமே இது புரியும். TAI என்பது அணு அளவுகோல்; சீராக ஓடுகிறது, கோளைப் பொருட்படுத்துவதில்லை. UT1 என்பது புவியின் சொந்தச் சுழற்சிக் கோணம், அஃதாவது தன் இயல்பு கொண்ட வானியல் நிகழ்வு. UTC என்பது சமரசத்தின் அளவுகோல்: அணு நொடிகளில் ஓடினாலும், கோளிலிருந்து ஒன்பது பத்தில் ஒரு நொடிக்கு மேல் விலகாதிருக்க அவ்வப்போது ஒரு முழு நொடியை நுழைப்பாகப் பெறுகிறது. முதலாவதைச் சரிசெய்ய முடியாது, இரண்டாவதை முன்னறிவிக்க முடியாது, மூன்றாவது ஒரு குழுவின் முடிவால் நிர்ணயிக்கப்பட்டு அறிக்கையில் அச்சிடப்படுகிறது.
01 · வரையறை
பன்னாட்டு அணு நேரம் TAI, நாட்டு ஆய்வகங்களில் பரவியுள்ள ஏறத்தாழ இருநூற்று ஐம்பது அணுக் கடிகாரங்களின் வாசிப்புகளிலிருந்து தொகுக்கப்படுகிறது; ஒரு திருத்தமும் இன்றி SI நொடிகளில் ஓடுகிறது. உலக நேரம் UT1 புவியின் சுழற்சிக் கோணத்தால் நிர்ணயிக்கப்படுவதால், கோளுடன் சேர்ந்து தன் நடையை மாற்றுகிறது. ஒருங்கிணைந்த உலக நேரம் UTC, TAI இலிருந்து முழு எண்ணிக்கையிலான நொடிகளால் வேறுபடுகிறது; பன்னாட்டுப் புவிச் சுழற்சி அமைப்பு அறிவிக்கும் நுழைப்புகளால் அது UT1 அருகே வைத்திருக்கப்படுகிறது.
UTC இன் நோக்கம் ஒன்றாகாதவற்றை ஒன்றாக்குவது: அதன் நொடி அணுவினுடையது, சீரானது, இயற்பியலுக்கும் தொலைத்தொடர்புக்கும் ஏற்றது; ஆனால் அதன் வாசிப்பு வானியல் சார்ந்தது, பகலுக்கும் இரவுக்கும் கட்டுப்பட்டது. இந்த இணைப்புக்கு விலை ஒரு விரிசல்: சில ஆண்டுகளுக்கு ஒருமுறை அளவுகோலில் ஒரு மிகை நொடி நுழைகிறது, அந்த நிமிடம் அறுபத்தொரு நொடிகளைக் கொள்கிறது, 23:59:60 என்ற முத்திரை செல்லுபடியாகிறது. அதனால்தான் மூன்று அளவுகோல்களில் UTC மட்டுமே, வழக்கமான நாள் கணக்கால் சொல்ல முடியாத கணங்களைக் கொண்டுள்ளது.
எதைத் தாண்டினால் நுழைப்பு நிர்ணயிக்கப்படுகிறதோ அந்த எல்லை, தனிமதிப்பில் ஒன்பது பத்தில் ஒரு நொடி; அது இயற்பியல் காரணங்களின் மீது அல்ல, 1972 இல் வானியலாளர்களுக்கும் தொலைத்தொடர்புப் பொறியாளர்களுக்கும் இடையே ஏற்பட்ட சமரசத்தின் மீது நிற்கிறது. அமைப்பு UT1 − UTC வேறுபாட்டை வானொலி குறுக்கீட்டளவையாலும் செயற்கைக்கோள் நோக்கீடுகளாலும் பின்தொடர்ந்து, தன் முடிவை அறிக்கை C இல் வெளியிடுகிறது — ஆண்டுக்கு இருமுறை, சாத்தியமான தேதிக்கு அரை ஆண்டு முன்பே; அத்தேதி ஜூன் இறுதியிலோ டிசம்பர் இறுதியிலோ வரும்.
UTC ஐ எந்தக் கருவியாலும் சரிபார்க்க முடியாது, ஏனெனில் அதற்கு உண்மையான மதிப்பே இல்லை: TAI ஓர் அலகு போலவும், UT1 ஒரு நிகழ்வு போலவும், UTC ஓர் உடன்பாடு போலவும் நடந்துகொள்கின்றன; அதன் வாசிப்பு அளக்கப்படுவதில்லை, அறிவிக்கப்படுகிறது. மறுபுறம் நம் சொந்தக் கடிகாரத்தை அதனுடன் நானோ நொடி வரை ஒப்பிட முடியும், ஏனெனில் அமைப்பின் அறிக்கைகள் ஒவ்வொரு நாட்டு அளவுகோலின் வாசிப்பும் உடன்பட்ட அளவுகோலிலிருந்து எவ்வளவு விலகுகிறது என்பதைக் குறிப்பிடுகின்றன.
மேலுள்ள படிக்கட்டு TAI − UTC இடைவெளி; அது முழு நொடிகளாக வளர்கிறது. கீழுள்ள ரம்பம் UT1 − UTC வேறுபாடு; பின்தங்கும் புவியுடன் சேர்ந்து கீழ்நோக்கி ஊர்ந்து, ஒவ்வொரு நுழைப்பிலும் ஒரு நொடி மேலே தாவுகிறது. கீழுள்ள சிவப்புக் கோடுகள் ஒன்பது பத்தின் எல்லையைக் குறிக்கின்றன: ரம்பம் அதை நெருங்கியதுமே அமைப்பு புதிய நுழைப்பை நிர்ணயிக்கிறது, இரு கோடுகளும் ஒருசேர ஓர் அடி எடுத்து வைக்கின்றன.
புள்ளிக்கோடு அணு அளவுகோல்; அங்கே ஒவ்வொரு நொடியும் முந்தையதற்குச் சமம். அலைக்கோடு புவியின் சுழற்சி; அலையேற்ற உராய்வால் தளர்த்தப்பட்டாலும் அலைபாய்கிறது, ஏனெனில் நீரும் காற்றும் மறுபங்கீடு அடைகின்றன, திரவ உட்கருவின் அசைவுகளாலும் கூட. சிவப்புக் கோடுகள் அமைப்பு தலையிட வேண்டிய கணங்கள். இரண்டாம் கோட்டை முன்னறிவிக்க முடியாததால்தான் நுழைப்புகளைப் பத்தாண்டுகள் முன்பே அறிவிக்க முடியாது: நோக்கீடுகளின் அடிப்படையில் அரை ஆண்டு முன்பே நிர்ணயிக்கப்படுகின்றன.
02 · மாற்றம்
ஒரே கணம் வெவ்வேறு அளவுகோல்களில்
ஒரு கணத்தை வழக்கமான எந்த வடிவிலும் உள்ளிடுங்கள் — தசம ஆண்டு, யூலியன் நாள், யூனிக்ஸ் சகாப்தத்தின் தொடக்கத்திலிருந்து நொடிகளின் கணக்கு — விளக்க அட்டை அதே கணம் மற்ற அளவுகோல்களில் எப்படித் தெரிகிறது என்பதையும், அன்று எந்த இடைவெளிகள் நடைமுறையில் இருந்தன என்பதையும் காட்டும்.
அணு அளவுகோல்களுக்கு இடையிலான மாற்றங்கள் நானோ நொடி வரை துல்லியமானவை, ஏனெனில் மாறிலிகள் அவற்றை நிர்ணயிக்கின்றன: TT, TAI இலிருந்து 32.184 s வேறுபடுகிறது; GPS அளவுகோல் சரியாக 19 s. UT1 இன் வரி மட்டுமே தோராயமானது: அது அறிக்கை A இலிருந்து எடுக்கப்பட்டு, எதிர்காலத்துக்கு முன்னறிவிப்பாக அளிக்கப்படுகிறது.
POSIX தரத்தில் நொடிகளின் கணக்கு, ஒரு நாளில் எப்போதும் சரியாக 86 400 இருக்குமாறு அமைக்கப்பட்டுள்ளது; நுழைக்கப்பட்ட நொடிக்கு அங்கே தன்னை வெளிப்படுத்த வழியே இல்லை: அமைப்பு அதே வாசிப்பை இருமுறை மீட்கிறது, அல்லது கடிகாரத்தைப் பின்னோக்கி நகர்த்துகிறது. இந்தச் சிறு விஷயத்தால் 2012 ஜூனில் பெரிய சேவைகளில் பாதியின் வழங்கிகள் செயலிழந்தன; அன்றிலிருந்து பல நிறுவனங்கள் மிகை நொடியை ஒரு நாள் முழுவதும் இழுத்து, மெல்லிய படலமாகத் தம் கடிகாரங்களில் பரப்புகின்றன.
| மதிப்பு | குறிப்பு | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · அளவின் படிநிலைகள்
மடக்கை அளவுகோல்: நானோ நொடி முதல் ஐந்து மணி வரை04 · அளவைக் கருவிகள்
அளவுகோல்களை எது தாங்குகிறது, எது சரிபார்க்கிறது
குளிரூட்டப்பட்ட அணுக்களின் மேகம் மேல்நோக்கி வீசப்பட்டு, ஒரே அதிர்வுக் குழியை இருமுறை கடக்கிறது — ஏறும்போதும் விழும்போதும் — இதனால் மாற்றத்தின் அதிர்வெண்ணைப் பதினாறாம் இலக்கம் வரை அளக்க முடிகிறது. இத்தகைய முதன்மைத் தரங்கள் நொடியின் நீளத்தை நிர்ணயிக்கின்றன, நேரத்தின் வாசிப்பை வைத்திருப்பதில்லை: மற்றக் கடிகாரங்களின் ஓட்டத்தைச் சரிபார்க்கச் சில நாட்களுக்கு மட்டுமே இயக்கப்படுகின்றன.
மேசர் ஒரு மணி முதல் ஒரு நாள் வரையிலான இடைவெளிகளில் தன் அதிர்வெண்ணை அணு நீரூற்றை விடக் கணிசமாகச் சீராக வைத்திருக்கிறது, ஆனால் மெல்ல ஒரு பக்கமாக நகர்கிறது; அதனால் ஆய்வகங்களில் அது அதிர்வெண்ணின் தரம் அல்ல, அளவுகோலின் காவலன்: அதன் ஓட்டம் சில நாட்களுக்கு ஒருமுறை முதன்மைத் தரத்துடன் ஒப்பிடப்படுகிறது. பின்னர் TAI தொகுக்கப்படும் அந்தத் தொடர்ச்சியான வாசிப்பைத் தருவது இந்த மேசர்களே.
வெவ்வேறு கண்டங்களில் உள்ள இரு ஆண்டெனாக்கள் ஒரே குவாசாரின் இரைச்சலைப் பெறுகின்றன; சமிக்ஞை வந்து சேரும் நேர வேறுபாடு, தொலைவிலுள்ள மூலங்களை நோக்கிய புவியின் திசையைக் காட்டிக்கொடுக்கிறது. UT1 சரியாக இப்படித்தான் அளக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் கோளின் சுழற்சிக் கோணத்தை எந்தக் கடிகாரத்தாலும் அறிய முடியாது — நோக்க மட்டுமே முடியும், அமைப்பு அதை இரவும் பகலும் செய்கிறது.
ஒவ்வொரு செயற்கைக்கோளும் அணுக் கடிகாரங்களைச் சுமந்து செல்கிறது; நான்கு சமிக்ஞைகளைப் பிடித்த ஏற்பி தன் இடத்தை மட்டுமல்ல, நேரத்தையும் பல்லாயிரத்தில் ஒரு நொடி துல்லியத்துடன் மீட்கிறது. ஆனால் அனுப்பப்படும் அளவுகோல் அதற்கே உரியது: GPS அமைப்பில் நுழைப்புகளே இல்லை, அது TAI இலிருந்து சரியாகப் பத்தொன்பது நொடி தொலைவில் நிற்கிறது; UTC உடனான தற்போதைய வேறுபாடு செயற்கைக்கோள் செய்தியின் தனிப் புலத்தில் பயணிக்கிறது.
05 · எழுத்து விதிகள்
அளவுகோலைக் குறிக்காத கால முத்திரை முத்திரையே அல்ல
அளவுகோல்களின் பெயர்கள் பெரிய எழுத்துகளில், புள்ளிகள் இன்றி, உள்ளே இடைவெளி இன்றி எழுதப்படுகின்றன; வாசிப்புடன் அது எந்த அளவுகோலில் எடுக்கப்பட்டது என்பது எப்போதும் சேர்க்கப்படுகிறது: Z என்ற எழுத்து, அல்லது ISO 8601 தரத்தின் எழுத்துமுறையில் ஓர் இடைவெளி; நேரம் அணுவினுடையதாக இருந்தால் TAI அல்லது GPS என்று தனியே குறிப்பு. அளவுகோல்களின் வேறுபாடுகள் குறியுடன், நொடிகளில் எழுதப்படுகின்றன; கழிக்கப்படும் அளவுகோல் முதலில் வைக்கப்படுகிறது.
முதல் எழுத்துமுறை இயலாதது, ஏனெனில் நுழைப்பு UTC படி நாளின் இறுதியில் நிகழ்கிறது; ஆனால் மாஸ்கோ மண்டலத்தில் அதே கணம் நள்ளிரவு மூன்று மணிக்கு வருகிறது, முத்திரை அப்போது 02:59:60 ஆகிறது. இரண்டாவது, அளவுகோலுக்கும் கிரீன்விச் தீர்க்கரேகையின் வரலாற்றுச் சராசரி நேரத்துக்கும் இடையே சமக்குறி வைக்கிறது; அந்த நேரம் அளவையியலில் எப்போதோ கைவிடப்பட்டது. மூன்றாவது கழித்தலின் திசையைக் குழப்புகிறது: அணு அளவுகோல் முன்னே செல்கிறது, பின்னே அல்ல. நான்காவது அறிக்கையில் தோன்றவே முடியாது, ஏனெனில் வேறுபாடு அத்தகைய மதிப்பை அடைவதற்கு நெடுங்காலம் முன்பே ஒரு நொடியை நுழைக்க அமைப்பு கடமைப்பட்டுள்ளது.
06 · அண்டை அளவுகோல்கள்
அதன் அருகில், அதே காலத்தை வேறு தொடக்கப் புள்ளிகளிலிருந்தோ வேறு சட்டகத்திலோ எண்ணும் எல்லா அளவுகோல்களும் நிற்கின்றன: பஞ்சாங்கங்களைக் கணிக்கப் பயன்படும் நில நேரம் TT, செயற்கைக்கோள் அமைப்புகளின் அணு அளவுகோல், மற்றும் புவியிலுள்ள கடிகாரங்கள் சூரியத் தொகுதியின் நிறை மையத்தில் உள்ளவற்றை விட வேறாக ஓடுவதைக் கணக்கில் கொள்ளும் நிறைமைய ஆயத்தொலை நேரம்.
நுழைப்பும் திருத்தமும் இன்றி
நோக்கப்படும் நிகழ்வு
பஞ்சாங்க அளவுகோல்
Simetrium ஏடுகளில் அருகில் உள்ளவை வினாடி, மூன்று அளவுகோல்களுக்கும் அலகைத் தருவது, நாள் மற்றும் மணி, சுழற்சியின் அதே சீரின்மை மறுபுறத்திலிருந்து தெரியும் இடம், மேலும் ஆண்டு எண்ணும் முறை, அலகுகள் அல்ல, தொடக்கப் புள்ளிகளே வேறுபடும் ஒன்று.
07 · வரலாற்றுப் பகுதி
முதலில் உருவாக்கப்பட்டு இப்போது நீக்கப்படும் நொடி
லூயி எசனும் ஜாக் பேரியும் தேசிய இயற்பியல் ஆய்வகத்தில் முதல் சீசியம் கடிகாரத்தைக் கட்டி, மகிழ்ச்சியற்ற ஒன்றைக் கண்டறிந்தனர்: எதைக் கொண்டு அதைச் சரிபார்க்க எண்ணினார்களோ, அதைவிடக் கருவியே நிலையானதாக இருந்தது. அக்கணம் முதல் புவி காலத்தின் தரமாக இருப்பதை நிறுத்தி நோக்கீட்டின் பொருளானது; எட்டு ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு நொடி சீசிய மாற்றத்தின் அதிர்வெண்ணால் மீண்டும் வரையறுக்கப்பட்டது.
UTC இன் முதல் வடிவம் புவிக்கு வேறு வகையில் இசைந்தது: ஆண்டுக்கு ஒருமுறை அதிர்வெண்ணுக்கே திருத்தம் அறிவிக்கப்பட்டது; அதனால் அளவுகோலின் நொடி வேண்டுமென்றே SI நொடியிலிருந்து வேறுபட்டது, மேலும் வாசிப்பு அவ்வப்போது பத்தில் ஒரு பங்குகளாக நகர்த்தப்பட்டது. கடலோடிகளுக்கு அது ஏற்றதாக இருந்தது, இயற்பியலாளர்களுக்கு அல்ல; அரிதாக நிகழும் விரிசல், எப்போதும் தவறான அலகை விட மேல் என்ற ஒப்புதலுடன் நெகிழும் நொடி கைவிடப்பட்டது.
1972 ஜனவரி 1 முதல் UTC சீரான SI நொடிகளில் ஓடியது, அணு அளவுகோலுக்குச் சரியாகப் பத்து நொடி பின்னால் நின்று, நுழைப்புக்கான உரிமையைப் பெற்றது. ஒன்பது பத்தில் ஒரு நொடி எல்லை, வானியல் தொடர்பு தேவைப்பட்ட மாலுமிகளின் கோரிக்கைக்கும், தொடர்ச்சி தேவைப்பட்ட தொலைத்தொடர்புப் பொறியாளர்களின் கோரிக்கைக்கும் இடையிலான நடுவழியாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது.
இருபத்தேழாவது பொதுவான எடை அளவை மாநாடு, தாமதமாக 2035 க்குள் எல்லையைப் பூச்சியமாகக் குறைக்க, அஃதாவது நுழைப்புகளைக் கைவிட முடிவு செய்தது. காரணம் நிரலாளர்களின் வசதி அல்ல, புவி வேகமெடுக்கத் தொடங்கியது: 2020 முதல் குறுகிய நாட்களின் சாதனைகள் பலமுறை முறியடிக்கப்பட்டன; வழக்கமான நுழைப்புக்குப் பதிலாக முதன்முறையாக ஒரு நொடியை நீக்க வேண்டியிருக்கலாம் — அதற்கு உலகில் எந்த அமைப்பும் தயாராக இல்லை.
வாசிப்பு அளக்கப்படாமல் அறிவிக்கப்படும் அளவுகோல்
இந்தப் பட்டியலின் ஒவ்வொரு அளவுக்கும், அது எவ்வளவு என்று சொல்லக்கூடிய ஒரு கருவி உண்டு; UTC க்கு மட்டுமே அத்தகைய கருவி இல்லை, இருக்கவும் முடியாது. அணுக் கடிகாரங்கள் இடைவெளிகளை அளக்கின்றன, குறுக்கீட்டுமானிகள் புவியின் சுழற்சியை அளக்கின்றன; ஆனால் ஜூன் இறுதியில் ஒரு நொடியை நுழைப்பதா இல்லையா என்ற கேள்வியை மனிதர்கள் தீர்மானித்து அறிக்கையில் அச்சிடுகிறார்கள், ஏனெனில் ஒன்பது பத்தில் ஒரு நொடி எல்லை உடன்பாட்டின் விஷயம், இயற்கையின் அல்ல. இங்கிருந்து ஒரு விந்தையான பண்பு பிறக்கிறது: இக்கோளின் எந்தக் கடிகாரமும் UTC இலிருந்து விலகும் அளவு நானோ நொடி வரை அறியப்படுகிறது; ஆனால் UTC இன் சரியான தன்மையை ஒப்பிட எதுவும் இல்லை — அது வரையறையால் சரியானது.
அளவுகோலின் உடன்பாட்டுத் தன்மை, அதை நீக்கும் முயற்சியிலேயே தெளிவாக வெளிப்பட்டது. நுழைப்புகளை அகற்ற முடிவு செய்தது, கோளின் சுழற்சியை நுட்பமாக அளக்கக் கற்றுக்கொண்டதால் அல்ல, விரிசலின் விலை உயர்ந்ததால்: பங்குச் சந்தையின் கால முத்திரைகள், செயற்கைக்கோள் வழிசெலுத்தல், தொலைத்தொடர்பு வலைகள் — ஒரு மிகை நொடியால் இவை படும் துன்பம், சூரியனிலிருந்து விலகுவதால் மாலுமிகள் படும் துன்பத்தை விட அதிகம். எல்லை பூச்சியமாகக் குறைக்கப்படும்போது UTC புவியைப் பிடிக்க முயல்வதை நிறுத்தி, முதலில் நூற்றாண்டுக்கு ஒரு நிமிடம், பின்னர் அதற்கும் மேல் விலகும் — அந்த விலகலை என்ன செய்வது என்பதை வரப்போகும் தலைமுறைகளே தீர்மானிக்கும்.
பட்டியல் · அளவை அலகுகள்
ஒவ்வோர் அளவைக்கும் ஓர் ஏடு
SI-இன் ஏழு அடிப்படை அலகுகள், சொந்தப் பெயருள்ள இருபத்திரண்டு பெறுதி அலகுகள், மேலும் தொகுதிக்கு வெளியிலுள்ள அவ்வளவுகள் — அவை இல்லாமல் தொழில்நுட்பமும் நாட்காட்டியும் இயங்கா.