وقت کے پیمانے اور کبیسہ سیکنڈ
پیمائش کی اکائی نہیں بلکہ تین پیمانے: UTC، TAI اور UT1 · مقدار: ایک لمحہ
31 دسمبر 2016 کو بین الاقوامی ادارۂ گردشِ زمین کی گھڑیوں نے 23 گھنٹے 59 منٹ 60 سیکنڈ دکھائے — ایسا وقت جو عام دن میں ہوتا ہی نہیں۔ سیکنڈ اس لیے داخل کیا گیا کہ زمین اس دن تک جوہری گھڑیوں سے تقریباً چھ دسواں سیکنڈ پیچھے رہ چکی تھی، اور اگر اندراج نہ ہوتا تو دوری معاہدے سے مقرر حد سے آگے نکل جاتی۔ اس کے بعد ایک بھی اندراج نہیں ہوا: سیارے نے غیر متوقع طور پر رفتار بڑھا لی، اور اب سنجیدگی سے الٹے کام کی بات ہو رہی ہے — ایسے سیکنڈ کی جسے جوڑنا نہیں بلکہ کاٹنا پڑے گا۔
اس بات کو صرف اسی صورت سمجھا جا سکتا ہے کہ تین چیزوں میں فرق کیا جائے جنہیں روزمرہ زبان ایک ہی لفظ «وقت» کہتی ہے۔ TAI جوہری پیمانہ ہے، جو ہموار چلتا ہے اور سیارے کی پروا نہیں کرتا؛ UT1 خود زمین کے گھومنے کا زاویہ ہے، یعنی ایک فلکی مظہر جس کا اپنا مزاج ہے؛ اور UTC مصالحت کا پیمانہ ہے: جوہری سیکنڈوں میں چلتا ہے، مگر وقتاً فوقتاً ایک پورا داخل کیا ہوا سیکنڈ لیتا ہے تاکہ سیارے سے نو دسواں سیکنڈ سے زیادہ دور نہ ہو جائے۔ پہلے کو درست نہیں کیا جا سکتا، دوسرے کی پیش گوئی نہیں ہو سکتی، اور تیسرا ایک کمیٹی کے فیصلے سے طے ہوتا ہے اور بلیٹن میں چھپتا ہے۔
01 · تعریف
بین الاقوامی جوہری وقت TAI قومی تجربہ گاہوں میں پھیلی ہوئی تقریباً دو سو پچاس جوہری گھڑیوں کے اندراجوں سے مرتب ہوتا ہے اور SI سیکنڈوں میں ایک بھی تصحیح کے بغیر چلتا ہے۔ عالمی وقت UT1 زمین کے گھومنے کے زاویے سے طے پاتا ہے اور اسی لیے سیارے کے ساتھ اپنی چال بدلتا ہے۔ ہم آہنگ عالمی وقت UTC صحیح تعداد میں سیکنڈوں سے TAI سے الگ ہوتا ہے اور ان اندراجوں سے UT1 کے قریب رکھا جاتا ہے جن کا اعلان بین الاقوامی ادارۂ گردشِ زمین کرتا ہے۔
UTC کا خیال یہ ہے کہ ناجوڑ کو جوڑ دیا جائے: اس کا سیکنڈ جوہری ہے، ہموار، طبیعیات اور مواصلات کے لیے موزوں؛ جبکہ اس کا اندراج فلکی ہے، دن اور رات سے بندھا ہوا۔ اس جوڑ کی قیمت ایک شگاف ہے: چند برس میں ایک بار پیمانے میں ایک زائد سیکنڈ داخل ہوتا ہے، منٹ تب اکسٹھ سیکنڈ رکھتا ہے، اور مہر 23:59:60 جائز ہو جاتی ہے۔ اسی لیے UTC تینوں پیمانوں میں اکیلا ہے جس میں ایسے لمحے ہیں جنہیں دنوں کی عام گنتی بیان نہیں کر سکتی۔
وہ حد جس کے بعد اندراج مقرر ہوتا ہے مطلق قدر میں نو دسواں سیکنڈ ہے، اور وہ طبیعیاتی وجوہ پر نہیں بلکہ 1972 میں ماہرینِ فلکیات اور مواصلات کے انجینئروں کے درمیان طے پانے والی مصالحت پر کھڑی ہے۔ ادارہ فرق UT1 − UTC کو ریڈیائی تداخل پیمائی اور سیارچہ مشاہدات سے دیکھتا ہے اور اپنا فیصلہ بلیٹن C میں شائع کرتا ہے — سال میں دو بار، ممکنہ تاریخ سے آدھا سال پہلے، جو یا جون کے آخر میں آتی ہے یا دسمبر کے آخر میں۔
UTC کو کسی آلے سے پرکھا نہیں جا سکتا، کیونکہ اس کی کوئی حقیقی قدر ہے ہی نہیں: TAI اکائی کی طرح برتاؤ کرتا ہے، UT1 مظہر کی طرح، اور UTC معاہدے کی طرح، اور اس کا اندراج بتایا جاتا ہے، ناپا نہیں جاتا۔ اس کے برعکس اپنی گھڑی کو اس سے نینو سیکنڈ تک ملایا جا سکتا ہے، کیونکہ ادارے کے بلیٹن بتاتے ہیں کہ ہر قومی پیمانے کا اندراج طے شدہ پیمانے سے کتنا ہٹا ہوا ہے۔
اوپر کی سیڑھی فرق TAI − UTC ہے، جو پورے سیکنڈوں سے بڑھتا ہے؛ نیچے کا آرا فرق UT1 − UTC ہے، جو پیچھے رہتی زمین کے ساتھ نیچے سرکتا ہے اور ہر اندراج پر ایک سیکنڈ اوپر اچھلتا ہے۔ نیچے کی سرخ لکیریں نو دسواں کی حد بتاتی ہیں: جیسے ہی آرا اس کے قریب آتا ہے، ادارہ نیا اندراج مقرر کرتا ہے، اور دونوں لکیریں اپنا قدم ایک ساتھ اٹھاتی ہیں۔
ٹوٹی ہوئی لکیر جوہری پیمانہ ہے، جہاں ہر سیکنڈ پچھلے کے برابر ہے؛ لہریا لکیر زمین کا گھماؤ ہے، جسے مدوجزر کی رگڑ سست کرتی ہے اور جو پھر بھی بھٹکتا ہے، کیونکہ پانی اور ہوا نئے سرے سے بٹتے ہیں، اور مائع مرکز کی حرکتوں کے سبب بھی۔ سرخ لکیریں وہ لمحے ہیں جب ادارے کو دخل دینا پڑا۔ ٹھیک اسی لیے کہ دوسری لکیر کی پیش گوئی نہیں ہو سکتی، اندراجوں کا اعلان ایک دہائی پہلے نہیں کیا جا سکتا: وہ آدھا سال پہلے، مشاہدات کی بنیاد پر مقرر ہوتے ہیں۔
02 · تبدیلی
ایک ہی لمحہ مختلف پیمانوں میں
کوئی لمحہ کسی بھی معمول کی صورت میں درج کیجیے — اعشاری سال، یولینی تاریخ، یونکس دور کے آغاز سے سیکنڈوں کی گنتی — اور ورق دکھائے گا کہ وہی لمحہ باقی پیمانوں میں کیسا دکھتا ہے اور اس دن کون سے فرق نافذ تھے۔
جوہری پیمانوں کے درمیان گزر نینو سیکنڈ تک درست ہیں، کیونکہ انہیں ثابتے طے کرتے ہیں: TT، TAI سے 32.184 s کے فرق پر ہے اور GPS کا پیمانہ ٹھیک 19 s کے فرق پر۔ صرف UT1 کی سطر تخمینی ہے: وہ بلیٹن A سے لی جاتی ہے اور مستقبل کے لیے پیش گوئی کے طور پر دی جاتی ہے۔
POSIX معیار میں سیکنڈوں کی گنتی یوں بنی ہے کہ دن میں ہمیشہ ٹھیک 86 400 ہوں، اور داخل کیے گئے سیکنڈ کے پاس وہاں اپنے بیان کا کوئی ذریعہ نہیں: نظام یا تو وہی اندراج دو بار دہراتا ہے یا گھڑی پیچھے کر دیتا ہے۔ اسی چھوٹی سی بات کے سبب جون 2012 میں بڑی خدمات میں سے آدھی کے سرور بیٹھ گئے، اور کئی ادارے تب سے زائد سیکنڈ کو پورے دن پر کھینچ دیتے ہیں، اسے باریک تہہ کی صورت اپنی گھڑیوں پر پھیلا کر۔
| قدر | وضاحت | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · مقداری درجے
لاگرتمی پیمانہ: نینو سیکنڈ سے پانچ گھنٹے تک04 · پیمائشی آلات
پیمانے کس سے تھامے جاتے ہیں اور کس سے پرکھے جاتے ہیں
ٹھنڈے کیے ہوئے ایٹموں کا ایک بادل اوپر اچھالا جاتا ہے اور اسی گونج گاہ سے دو بار گزرتا ہے — چڑھتے ہوئے اور گرتے ہوئے — جس سے گزر کی تعدد سولہویں ہندسے تک ناپی جا سکتی ہے۔ ایسے بنیادی معیار سیکنڈ کی لمبائی طے کرتے ہیں اور وقت کا کوئی اندراج نہیں رکھتے: انہیں چند دن کے لیے چلایا جاتا ہے تاکہ باقی گھڑیوں کی چال پرکھی جائے۔
میزر ایک گھنٹے سے ایک دن تک کے وقفوں میں اپنی تعدد فوارے سے کہیں زیادہ ہموار رکھتا ہے، مگر آہستہ آہستہ ایک طرف کو ہٹتا ہے، اسی لیے تجربہ گاہوں میں وہ پیمانے کا نگہبان ہے، تعدد کا معیار نہیں: اس کی چال ہر چند دن بعد بنیادی معیار سے ملائی جاتی ہے۔ یہی میزر وہ متواتر اندراج دیتے ہیں جس سے بعد میں TAI مرتب ہوتا ہے۔
مختلف براعظموں پر دو انٹینے اسی ایک کویزار کا شور وصول کرتے ہیں، اور اشارے کے پہنچنے کے وقت کا فرق دور کے سرچشموں کے سامنے زمین کا رخ کھول دیتا ہے۔ UT1 ٹھیک اسی طرح ناپا جاتا ہے، کیونکہ سیارے کے گھومنے کا زاویہ کسی گھڑی سے معلوم نہیں ہو سکتا — اسے صرف دیکھا جا سکتا ہے، اور ادارہ یہ کام دن رات کرتا ہے۔
ہر مصنوعی سیارہ اپنے ساتھ جوہری گھڑیاں لے جاتا ہے، اور وہ وصول کنندہ جس نے چار اشارے پکڑے ہوں نہ صرف اپنی جگہ بلکہ وقت بھی دسیوں نینو سیکنڈ کی درستی سے بحال کر لیتا ہے۔ مگر جو پیمانہ بھیجا جاتا ہے وہ اس کا اپنا ہے: GPS نظام میں کوئی اندراج ہے ہی نہیں، وہ TAI سے ٹھیک انیس سیکنڈ کے فاصلے پر کھڑا ہے، اور UTC سے موجودہ فرق سیارچے کے پیغام کے الگ خانے میں سفر کرتا ہے۔
05 · لکھنے کے اصول
پیمانے کے بغیر وقت کی مہر مہر نہیں
پیمانوں کے نام بڑے حروف میں لکھے جاتے ہیں، بغیر نقطوں اور بغیر اندرونی وقفوں کے، اور خود اندراج کے ساتھ ہمیشہ یہ بتایا جاتا ہے کہ وہ کس پیمانے میں لیا گیا: حرف Z یا ISO 8601 معیار کی تحریر میں ایک فرق، اور اگر وقت جوہری ہو تو TAI یا GPS کا الگ ذکر۔ پیمانوں کے فرق نشان کے ساتھ اور سیکنڈوں میں لکھے جاتے ہیں، اور پہلے وہ پیمانہ آتا ہے جس میں سے گھٹایا جاتا ہے۔
پہلی تحریر ناممکن ہے، کیونکہ اندراج UTC کے حساب سے دن کے آخر میں ہوتا ہے، جبکہ ماسکو کے علاقے میں وہی لمحہ رات تین بجے آتا ہے اور مہر تب 02:59:60 بنتی ہے۔ دوسری پیمانے اور گرینچ نصف النہار کے تاریخی اوسط وقت کے درمیان برابری کا نشان رکھتی ہے، حالانکہ وہ وقت پیمائش کے علم میں مدتوں سے استعمال نہیں ہوتا۔ تیسری گھٹاؤ کا رخ الجھا دیتی ہے: جوہری پیمانہ آگے چلتا ہے، پیچھے نہیں۔ اور چوتھی بلیٹن میں آ ہی نہیں سکتی، کیونکہ ادارہ پابند ہے کہ فرق کے اتنی قدر تک پہنچنے سے بہت پہلے سیکنڈ داخل کر دے۔
06 · ہمسایہ پیمانے
اس کے ساتھ وہ سب پیمانے کھڑے ہیں جو وہی وقت دوسرے آغازوں سے یا دوسرے حوالہ نظام میں گنتے ہیں: زمینی وقت TT، جس سے زیج نکالے جاتے ہیں، سیارچہ نظاموں کا جوہری پیمانہ، اور مرکزِ ثقل کا محوری وقت، جو اس بات کا لحاظ رکھتا ہے کہ زمین پر گھڑیاں ویسے نہیں چلتیں جیسے نظامِ شمسی کے مرکزِ کمیت میں۔
اندراج اور تصحیح کے بغیر
مشاہدہ کیا جانے والا مظہر
زیجوں کا پیمانہ
Simetrium کے پرچوں میں سے ساتھ کھڑے ہیں سیکنڈ، جو تینوں پیمانوں کو اکائی دیتا ہے، دن اور گھنٹہ، جہاں گھماؤ کی وہی ناہمواری دوسری جانب سے دکھائی دیتی ہے، اور تقویم، جس میں اکائیاں نہیں بلکہ آغاز کے نقطے مختلف ہیں۔
07 · تاریخی حصہ
وہ سیکنڈ جو پہلے ایجاد ہوا اور اب ختم کیا جا رہا ہے
لوئی ایسن اور جیک پیری نے قومی طبیعی تجربہ گاہ میں پہلی سیزیم گھڑی بنائی اور ایک ناخوشگوار بات دریافت کی: آلہ اس چیز سے زیادہ مستحکم نکلا جس سے اسے پرکھنا تھا۔ اسی لمحے سے زمین وقت کا معیار نہ رہی اور مشاہدے کا موضوع بن گئی، اور آٹھ برس بعد سیکنڈ کو سیزیم کے گزر کی تعدد سے از سرِ نو متعین کیا گیا۔
UTC کی پہلی صورت زمین سے اور طرح مطابقت کرتی تھی: سال میں ایک بار خود تعدد کی تصحیح کا اعلان ہوتا تھا، یوں پیمانے کا سیکنڈ جان بوجھ کر SI سیکنڈ سے مختلف ہو جاتا، اور اس پر مستزاد وقتاً فوقتاً اندراج کو دسویں حصوں سے سرکایا جاتا۔ جہازرانوں کو یہ راس آتا تھا، طبیعیات دانوں کو نہیں، اور لچکدار سیکنڈ چھوڑ دیا گیا، اس اعتراف کے ساتھ کہ کبھی کبھار کا شگاف مسلسل غلط اکائی سے بہتر ہے۔
یکم جنوری 1972 سے UTC ہموار SI سیکنڈوں میں چلا، جوہری پیمانے سے ٹھیک دس سیکنڈ پیچھے، اور اسے اندراج کا حق ملا۔ نو دسواں سیکنڈ کی حد جہازرانوں کے تقاضوں کے درمیان بیچ کا راستہ چنی گئی، جنہیں فلکی رشتہ چاہیے تھا، اور مواصلات کے انجینئروں کے تقاضوں کے، جنہیں تسلسل چاہیے تھا۔
اوزان و مقادیر کی ستائیسویں عام کانفرنس نے فیصلہ کیا کہ حد کو دیر سے دیر 2035 تک صفر پر لایا جائے، یعنی اندراجوں سے دستبرداری۔ سبب پروگرام نویسوں کا آرام نہیں بلکہ یہ ہے کہ زمین نے رفتار بڑھانا شروع کر دی ہے: 2020 سے چھوٹے دنوں کے ریکارڈ کئی بار ٹوٹ چکے، اور معمول کے اندراج کی جگہ پہلی بار سیکنڈ کاٹنے کی ضرورت پیش آ سکتی ہے — اور اس کے لیے دنیا کا کوئی نظام تیار نہیں۔
وہ پیمانہ جس کا اندراج بتایا جاتا ہے، ناپا نہیں جاتا
اس فہرست کی ہر مقدار کے پاس ایک آلہ ہے جو بتا سکتا ہے کہ وہ کتنی ہے، اور صرف UTC کے پاس ایسا آلہ نہیں اور نہ ہو سکتا ہے۔ جوہری گھڑیاں وقفے ناپتی ہیں، تداخل پیما زمین کا گھماؤ ناپتے ہیں، جبکہ یہ سوال کہ جون کے آخر میں سیکنڈ داخل کیا جائے یا نہیں، انسان طے کرتے ہیں اور وہ بلیٹن میں چھپتا ہے، کیونکہ نو دسواں سیکنڈ کی حد معاہدے کی بات ہے، فطرت کی نہیں۔ یہیں سے ایک عجیب خاصیت پیدا ہوتی ہے: سیارے کی کسی بھی گھڑی کا UTC سے انحراف نینو سیکنڈ تک معلوم ہے، جبکہ خود UTC کی درستی کے پاس کوئی چیز نہیں جس سے وہ پرکھی جائے — وہ تعریف کی رو سے درست ہے۔
پیمانے کی معاہداتی فطرت اس کے خاتمے کی تیاری میں سب سے صاف کھلی۔ اندراج ہٹانے کا فیصلہ اس لیے نہیں ہوا کہ سیارے کا گھماؤ باریکی سے ناپنا آ گیا، بلکہ اس لیے کہ شگاف کی قیمت بڑھ گئی: بازارِ حصص کی مہریں، سیارچہ جہازرانی اور مواصلاتی جال ایک زائد سیکنڈ سے اس سے زیادہ دکھ اٹھاتے ہیں جتنا جہازران سورج سے دوری پر اٹھاتے۔ جب حد صفر پر آ جائے گی، UTC زمین کو جا لینا چھوڑ دے گا اور اس سے پہلے صدی میں ایک منٹ، پھر اس سے زیادہ دور ہوتا جائے گا — اور اس دوری کا کیا کرنا ہے، یہ آنے والی نسلیں طے کریں گی۔
فہرست · پیمائش کی اکائیاں
ہر مقدار کے لیے ایک پاسپورٹ
SI کی سات بنیادی اکائیاں، اپنے نام والی بائیس مشتق، اور نظام سے باہر کی وہ مقداریں جن کے بغیر نہ فن چلتا ہے نہ تقویم۔