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うるう秒とは何か――なぜ廃止へ向かうのか


時折、公式時計はスマートフォンのパーサーが拒むかもしれない時刻を表示しました。23:59:60です。

うるう秒とは何か。協定世界時、すなわちUTCを、地球の自転に基づく時系UT1へ近く保つための一秒調整です。原子時計は、定義された一秒を驚くほど一定に繰り返します。地球は完全に均一な速さで回りません。差が合意された0.9秒の限度へ近づくと、時刻管理者は一秒を挿入してきました。1972年から2016年までに、正のうるう秒は二十七回加えられました。負のものは一度もありません。

この調整は、時計の正午を、回転する地球が示す正午の近くに保ちました。同時に、多くのシステムが処理できるようには設計されていないタイムスタンプを、ソフトウェアへ渡しました。

うるう秒とは何か、何を釣り合わせるのか

現代のSI秒は、今日地球が終えた自転の1/86,400として定義されません。国際度量衡局は、セシウム133の遷移周波数を正確に9,192,631,770ヘルツへ固定することで定義します。原子時計はこの安定した単位を実現し、世界各地の多数の時計が国際原子時TAIへ寄与します。

UT1は別の問いに答えます。実測した地球の自転角はどれだけか。天文学者は回転する惑星の観測から導きます。UT1の一秒が、民間時の単位として伸び縮みするのではありません。UT1は、自転に基づき、原子時に対する進み方が揺れる時系です。

UTCは両方の必要を組み合わせます。原子時の速度で進み、TAIとは整数秒だけ異なります。現行手続きの下では、国際地球回転・基準系事業(IERS)がUT1−UTCを監視します。その差が0.9秒へ近づくと予測されれば、六月末または十二月末のうるう秒を告知できます。

一月1日(2017年)以降、TAIはUTCより37秒先にあります。現行制度が1972年に始まった時、関係に十秒が組み込まれ、その後27回の正のうるう秒が差を広げました。24時間制の日の歴史は古い単位を説明します。うるう秒は、その原子的実現と動く地球との現代的な交渉です。

長期的な減速の中に短期的な加速がある

月の潮汐摩擦は角運動量を移し、長期的には地球の日を長くする傾向があります。その大きな傾向は、新しい日が毎日前日より長いという意味ではありません。大気、海洋、地下水、氷、地震、地球内部の運動は、短い期間に角運動量を交換または再配分します。一日の長さは、86,400 SI秒の周囲をミリ秒単位で動きます。

近年の観測では、原子時に対して地球がわずかに速く回る期間が生じました。正のうるう秒は、余分な表示を一つ繰り返します。

23:59:59 → 23:59:60 → 00:00:00

自転が十分に反対方向へ引けば、負のうるう秒は一つの表示を省きます。

23:59:58 → 00:00:00

この減算は一度も使われていません。2024年のNature研究は、地球核と極地の氷融解に関わる変化をモデル化し、現行UTC規則が続けば2029年ごろに負の不連続が必要になる可能性を示しました。モデルの結果であって、予定ではありません。何年も先の自転を正確には予測できず、国際規則も変わりつつあります。

2026年八月に得られる最新のIERS Bulletin Cは、2026年十二月末にうるう秒がないと述べます。最後の挿入は十二月31日(2016年)のままです。「地球の自転が速くなっている」とは短期的な比較で、すべての長期的物理傾向が逆転したという意味ではありません。

一つの異常なタイムスタンプが普通の前提を壊す

加わる一秒には、ほとんどの人が気づきません。ソフトウェアはすべてに気づきます。特に、毎分はちょうど60個の秒表示を持ち、時刻は常に滑らかに増えると開発者が仮定した時です。

パーサーは`23:59:60`を無効として拒めます。時計が繰り返したり飛んだりすると、スケジューラーは二度動くか、まったく動きません。二つのタイムスタンプを誤った順序で引けば、後続コードが想定しない負の継続時間が生じます。2016年の挿入時、CloudflareはDNS障害を、非負値を要求する関数へそのような負値を渡したコードまで追跡しました。

そのため大規模事業者は、同じ方法で事象を実装しません。境界で時計を飛ばす事業者も、タイムスタンプを繰り返す事業者もいます。ほかはリープスミア(leap smear)を使い、数時間にわたって時計の速度をわずかに変えます。Google Cloudは、うるう秒の前後十二時間ずつに広げる24時間スミアを文書化し、Metaは別の時間幅と曲線を説明しています。

スミアは一度の急なタイムスタンプを避けますが、互換性のないスミアを使えば、その時間帯に二つのシステムが一致しません。2022年の国際決議は、調整されない方法が、航法、電気通信、エネルギー基盤の信頼できる同期を脅かすと明記しました。うるうは一秒だけです。それをどう表すかの不一致の方が、大きな工学問題です。

うるう秒の挿入が廃止へ向かう理由

2022年、国際度量衡総会は、|UT1−UTC|の許容値を2035年までに拡大すると決定しました。許容幅が広がれば、UTCは少なくとも一世紀、頻繁な一秒の段差なしに進めます。2023年の世界無線通信会議も、その方向を支持しました。

これはしばしば「2035年までにうるう秒を廃止する」と要約されますが、採択文の表現が大切です。2022年の決定は、過去のうるう秒を削除せず、SI秒を再定義せず、市民時をただちに地球から切り離しませんでした。担当機関へ、より大きな最大差と実施計画を選ぶよう指示しました。地球の正確な自転を必要とする天文学者や航法担当者は、UTCを自転角と仮定せず、UT1と公表される差を引き続き使えます。

2026年八月現在、第28回CGPMに向けて用意された決議案は、一時間の最大差を設け、五月20日(2027年)から連続UTCを有効にすることを提案しています。会議の決定を待つ提案で、まだ最終規則ではありません。変わらない事実は採択済みの方向です。2035年までに繰り返す一秒の不連続を終わらせ、そのためUTCとUT1がさらに離れることを認めます。

交換条件は明白です。市民システムは連続した時系を得ます。太陽時とUTCは従来の0.9秒という枠を越えてゆっくり離れ、はるか後の世代が、より大きく積み上がった差をどう扱うか決めなければなりません。時刻管理者は、頻繁な小さな中断を、まれな大きい政策問題へ交換します。

精度には時系の名がなお必要

将来のうるう秒を除いても、「時刻」が一つの普遍的な数字にはなりません。TAI、UTC、UT1、GPS時、地球時は、異なる実務上の問いに答えます。科学的タイムスタンプには今後も時系が必要で、ソフトウェアには歴史的な37秒のUTC–TAI差と、それ以前のすべての変更に対する規則が必要です。

うるう日はまったく別のずれを解決します。一年は正確に365日ではないため、暦年を季節の近くに保ちます。うるう秒は、一日の変動する自転を原子秒と比べた問題です。秒の挿入をなくしても、グレゴリオ暦の閏年規則、二月29日、暦月の長さは変わりません。

もっと広い教訓は、人を謙虚にします。人類が造った最も精密な時計でさえ、その速度を守らない惑星で暮らすための方針を必要とします。測定は正確です。調整は交渉です。

よくある質問

うるう秒とは何で、なぜ加えるのですか?

原子時計に基づく民間時UTCを、地球の実測自転に基づく時系UT1との合意済み許容範囲に保つ一秒調整です。地球の自転が変動するため、二つはずれます。現行規則の下でIERSは、UT1−UTCが0.9秒へ近づくと予測された時、挿入を告知できます。

最近、地球の自転がわずかに速いのはなぜですか?

大気、海洋、氷、水、地球内部が角運動量を交換するにつれ、地球の自転は変わります。月の潮汐が長期的に自転を遅くしていても、近年の地球核に関わる変動などは86,400秒より短い日を生みました。2024年の研究は現行規則の下で2029年ごろに負のうるう秒があり得ると予測しましたが、自転も将来の規則も不確かです。

世界はなぜ挿入をやめる決定をしたのですか?

うるう秒は、デジタル基盤が一貫して扱えない不連続を生むからです。システムは一秒を飛ばし、繰り返し、または異なる時間幅へスミアし、障害や不一致を起こします。2022年にCGPMは、UTC–UT1の許容幅を2035年までに広げ、少なくとも一世紀UTCを連続させると決定しました。2026年八月にも実施の詳細は最終化の途中でした。

うるう秒を加えると、実際に何が壊れるのですか?

パーサーは`23:59:60`を拒み、スケジューラーは処理を重複または見逃し、時計が繰り返したり飛んだりする時、コードは負の間隔を計算できます。Cloudflareは2016年の挿入時に、予期しない負値によるDNS障害を記録しました。スミアは急な段差を減らしますが、事業者ごとに方法が違えば別の同期問題を作ります。

出典:

  1. BIPM、SI Brochureによる秒の定義
  2. BIPM、連続UTCに関する2022年決議4
  3. BIPM、第28回CGPMの決議案
  4. IERS Bulletin C 72
  5. NIST、うるう秒とUT1−UTCの情報
  6. NIST、一日の長さの変動
  7. Nature、負のうるう秒の予測
  8. Cloudflare、2016年うるう秒のDNS障害
  9. Google、24時間リープスミア
  10. Meta、リープスミアの実装

Day 4が数えるのは日で、秒ではありません。うるう秒についてどのような決定がなされても、アプリの表示や計算は変わりません。