一日等于多少小时多少分钟多少秒(一日是24小时吗)

每天24小时,时间对于全世界的所有人都是非常公平的。但在有的时候,一天其实并不是整整的24小时。就在6月29日这一天,科学家记录到,地球的自转速度突然加快,一天的时间缩短了多达1.59毫秒,这成为人类有记录以来最短的一天。

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那么,地球究竟发生了什么?为什么自转速度会加快?一天的持续时长变短又会对现代文明造成什么影响?

地球的自转

因为地球的自转,我们看到了日月星辰的东升西落,这是我们感知地球在自转的最直接方式。正是因为地球在自转,才有了昼夜更替。在此基础上,人类把一天划分成24小时。

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值得强调的是,24小时并不是地球绕着自转轴自转一圈所需的时间。事实上,地球完成360°自转所需的时间不到24小时,大约是23小时56分04秒。这个时间被称为恒星日,也就是地球上某个点连续两次对准一颗遥远恒星所需的时间。因为恒星离太阳系非常遥远,它们可以作为宇宙中一个相对固定不动的参照点。

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而太阳离地球相对较近,如果以太阳作为参考,就需要考虑地球公转所带来的影响。地球以30公里/秒的速度绕着太阳转动,要让太阳连续两次出现在中天(太阳在一天中高度角最大的时候),地球其实需要转动大约361°,所以需要多出大约4分钟。这个周期又被称为太阳日,也就是我们生活中所采用的一天时长。

地球自转长期变慢

由于月球和太阳的引力对地球产生了潮汐摩擦作用,所以地球的自转速度不断变慢。从短期来看,这个变化很小,我们无法感知。但要从地质时间尺度来看,变化还是非常明显的。

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早在45.4亿年前,刚刚诞生的原始地球,自转一周只需5小时。而在35亿年前,地球的自转周期已经变为12小时。到了14亿年前,又进一步延长至19小时。距今1亿年前,地球的一天已经有23小时了。

地球自转异常加速

地球自转变慢是自然趋势,但随着能够精确计时的原子钟的问世,科学家却意外发现,地球有时候会突然加速自转。铯-133原子钟作为主流的原子钟,其计时精度已经达到了1亿年误差不超过1秒。而更先进的核钟,可以实现更高精度的计时,比如钍-229核钟,理论上,3000亿年的误差还不到1秒。

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自原子钟问世以来,科学家已经多次记录到了不到24小时的情况,上一次最短纪录是在2020年的7月19日,当天的时长缩短了1.47毫秒,当年总共记录到了28个不到24小时的一天。

而在2022年6月29日,地球再次加速自转,并且出现了有史以来最短的一天,时长比平时少了1.59毫秒。7月26日,这一天也很短,比24小时短了1.5毫秒。

为什么地球会加速自转?

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地球自转加速的原因有很多种,其中一种与人类脱不了干系。由于人类活动排放大量的温室气体,加剧了全球变暖,使得两极和高山的冰川大量融化,这些水大量涌入海洋中,从而让地球的自转速度加快,这就像在原地转动的滑冰者收紧双臂时,其自身会越转越快。

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除了人类要负责的原因之外,“钱德勒摆动”也被认为会加快地球自转。天文学家钱德勒发现,地球的自转轴并非固定不变,而是会相对于两极出现9米的小幅摆动,周期为433天,这就是钱德勒摆动,也有可能让地球的一天变短。

地球一天变短怎么办?

自上个世纪60年代以来,地球自转速度总体上在不断变慢,为此科学家还需要进行加闰秒操作,人为地增加1秒,设定了本不该存在的时间23:59:60。此前已经加了27次闰秒,上一次是在2016年。

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但在近年来,地球自转速度却在不断加快,导致一天不到24小时的情况变得越来越多。虽然只是少了1毫秒多,但这会影响到人造卫星原子钟与地球自转周期的同步,从而带来意想不到的影响。尤其是导航卫星,因为信号以光速传播,每秒可达30万公里,再乘以毫秒级别的时间,这会造成导航卫星出现很大的定位误差。

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如果地球继续不断加速自转,科学家可能要考虑减闰秒操作,人为地给一天删除1秒,让时间从23:59:58直接跳过59秒,进入第二天。不过,并不是所有人都支持这一提议,一些人认为负闰秒是上世纪70年代的过时想法,这可能会导致今天的数据程序和技术出现未知bug而宕机。

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