Pourquoi le 30 juin aura-t-il une seconde supplémentaire ?


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  • Le 30 juin 2015 sera une journée légèrement plus longue à cause d’une seconde supplémentaire qu’on connait comme la seconde intercalaire.

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    Daniel MacMillan qui travaille au Goddard Space Flight Center à la NASA nous explique que la rotation terrestre ralentit et les secondes intercalaires sont nécessaires pour ajuster ce ralentissement de la rotation. Sur un plan purement technique, une journée dure 86 400 secondes selon les normes par l’UTC (temps universel). L’UTC est le temps atomique d’une seconde qui est mesuré par les transitions électromagnétiques dans les atomes de césium. Ces transitions sont tellement fiables qu’une horloge Cesium est précise à un degré d’une seconde sur 1 400 000 d’années. Cependant, le jour solaire, qui est la durée moyenne d’une journée, se base sur la durée de la rotation de la Terre qui est de 86 400,002 secondes. La raison est que la rotation terrestre ralentit légèrement à cause de la guerre gravitationnelle entre la terre, la lune et le soleil. Les scientifiques estiment qu’un jour solaire n’équivaut plus à 86 400 secondes depuis 1820.

    Le ralentissement de la rotation terrestre

    Et donc, cela nous laisse une différence de 2 millisecondes. C’est tellement minime que c’est inférieur au clignement d’un oeil, mais si cette différence se répète chaque jour pendant toute une année, alors on aura une seconde supplémentaire. Mais ce n’est pas forcément le cas, car si la rotation terrestre ralentit, alors la durée moyenne d’une journée est également variable. Et il y a de nombreux facteurs qui peuvent affecter la durée d’une journée. Les conditions atmosphériques ou océaniques ou encore la dynamique du noyau terrestre. On a également les zones de glace qui fondent ou encore l’apparition de phénomènes d’El Nino qui peuvent ajouter quelques millisecondes à la durée moyenne d’une journée.

    Les scientifiques mesurent la rotation complète de la terre en utilisant une mesure très précise qu’on appelle le VLBI (Very Long Baseline Interferometry). Ces mesures sont effectuées dans un réseau de stations à travers le monde avec le Goddard qui fournit une coordination essentielle du VLBI et ce processus est également capable d’analyser et d’archiver les données. Le temps standard qu’on appelle le Temps Universel 1 ou UT1 se base sur les mesures VLBI de la rotation terrestre. L’UT1 n’est pas aussi uniforme qu’une horloge au Cesium ce qui fait que l’UTC et l’UT1 tendent à varier au fil du temps. On ajoute les secondes intercalaires (0,9 seconde pour être précis) pour que les 2 normes restent homogènes. La décision d’ajouter une seconde intercalaire revient à un département qui est lié au Reference Systems Service et à l’International Earth Rotation. En général, on ajoute une seconde intercalaire le 30 juin ou le 31 décembre. Normalement, l’horloge va de 23:59:59 à 00:00:00 pour le prochain jour. Mais la seconde intercalaire du 30 juin fait que l’UTC va aller de 23:59:59 à 23:59:60 et ensuite, revenir 00:00:00 pour le 1er juillet. Les précédentes secondes intercalaires étaient de sacrés défis pour certains systèmes informatiques et certains organismes appellent à supprimer ces secondes supplémentaires. L’une des raisons est qu’on ne peut pas prédire le besoin d’ajouter une seconde intercalaire à l’avance.

    L’aspect imprévisible des secondes intercalaires

    Chopo Ma, géophysicien au Goddard et membre de l’International Earth Rotation et du Reference Systems Service : Sur le court terme, on ne peut absolument pas prédire les secondes intercalaires. La transformation de la terre nous dit qu’on aura de plus en plus besoin de secondes intercalaires sur le long terme, mais on ignore si on en aura besoin chaque année. Depuis 1972, l’année où les secondes intercalaires ont été introduites jusqu’en 1999, on les ajoutait à une fréquence annuelle. Ensuite, les secondes intercalaires sont devenues moins fréquentes. Et cette seconde intercalaire du 30 juin 2015 sera la 4e depuis 2000. Les scientifiques ignorent pourquoi on a besoin davantage de secondes supplémentaires. Les théories pointent sur l’apparition d’évènements géologiques tels que les tremblements de terre ou les éruptions volcaniques. Ces évènements peuvent perturber la rotation de la Terre sur le court terme, mais c’est légèrement plus complexe.

    Des propositions pour abolir les secondes supplémentaires

    Le VLBI traque ces variantes sur le court et le long terme en utilisant un réseau global de stations pour observer des corps astronomiques appelés des Quasars. Les Quasars servent de points de référence qui sont essentiellement fixes puisqu’ils sont situés à des milliards d’années-lumières de la Terre. Mais étant donné que les stations d’observation sont situées à différents endroits, le signal provenant d’un Quasar mettra plus de temps sur certaines stations par rapport à d’autres. Les scientifiques peuvent utiliser des petites différences dans l’arrivée du signal pour déterminer précisément la position exacte des stations d’observation, de la fréquence de la rotation terrestre et de l’orientation de la planète dans l’espace. Les mesures actuelles du VLBI sont précises à 3 microsecondes. Mais un nouveau système est développé par la NASA avec ses partenaires internationaux. L’avancée dans l’équipement, la participation de plus de stations et une répartition différente de ces stations permettront d’avoir une précision de 0,5 microseconde. Stephen Merkowitz du Goddard et responsable du projet Space Geodesy : Le prochain système est conçu pour répondre aux besoins les plus exigeants des applications scientifiques. C’est la NASA qui s’occupe principalement des mesures VLBI incluant les opérations quotidiennes et sur le long terme. On a eu des propositions pour abolir la seconde intercalaire, mais on n’aura pas de décision avant la fin de 2015. De ce fait, la seconde intercalaire n’est pas juste une anomalie qu’on corrige, car son importance que ce soit dans sa préservation ou sa disparition va affecter la plupart des domaines scientifiques.

     

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