いったいどうしたら年にうるう秒を加えることができるのでしょうか? いったいどうしたら年にうるう秒を加えることができるのでしょうか?

いったいどうしたら年にうるう秒を加えることができるのでしょうか?

いったいどうしたら年にうるう秒を加えることができるのでしょうか?

2016年には1秒増えますが、人々はそれを快く思っていません。あなたのコンピューターも同様です。今年(あるいは東半球のほとんどの地域にお住まいなら来年)の1秒増加は、この恐ろしい年が1秒長く続くという容赦ないジョークを除けば、おそらくほとんど、あるいは全く影響がないはずです。おそらく、それが起こっていることさえ気づかないかもしれませんし、ましてやどのようにそうなるのか理解するはずもありません。しかし、どういうわけか、世界中のすべてのコンピューターとスマートフォンは、時計に正確に1秒を追加することを知っているのです。そして、それは少し複雑になることがあります。

世界は様々な方法で時間を管理していますが、その多くはほとんどの人にとって全く無関係です。コンピューターが同期する包括的な標準は、協定世界時(Coordinated Universal Time)と呼ばれます。これは(紛らわしいことに)UTCと略されますが、実際には何の略称でもありません。これはアメリカとフランスの妥協の結果です。両国はそれぞれCUTとTUCと呼び、それぞれの言語で意味を成すようにしたかったのです。しかし、UTCではなく、UTCが使われています。これは何かの比喩のように感じます。

とにかく、世界中のインターネットに接続されたコンピューターは、ネットワーク タイム プロトコルと呼ばれるプロセスを通じて UTC に同期しています。基本的に、世界中の戦略的な地点に配置された超高精度の原子時計のセットが、私たちが維持できる最も正確な時間を維持しています。これらの基準時計は、基準時間を維持するために、毎秒コンピューターのセットに何時なのかを伝えます。定期的に、別のコンピューターのセットが基準コンピューターに何時なのかを尋ねます。これらのコンピューターは次のセットのコンピューターに何時なのかを伝え、正しい時刻がインターネット全体に伝播するまでこれを繰り返します。また、すべてのコンピューターが互いにチェックし合ってシステムを可能な限り高速化し、すべてのコンピューターを同期させることができます。あなたが気づいていなくても、あなたのコンピューターはこのネットワーク タイム プロトコルを使用して定期的に UTC をチェックしています。

UTC自体は1960年1月1日から何らかの形で導入されており、精度向上のために何度か調整されてきました。1972年にはうるう秒が追加されましたが、これは後に世界中のコンピュータプログラマーを大いに困惑させることとなりました。

私たちは、時計を太陽時に正確に合わせるため、特定の年に余分な時間を追加しています。地球の自転速度は遅くなっているため、秒を追加し続けなければなりません。地球の自転速度は1年に1秒ぴったりの割合で遅くなるわけではないので、毎年、または定期的に(うるう年のように)うるう秒を追加することはありません。権力者が、UTCと太陽時の差が0.9秒以上大きくなる危険があると判断した場合はいつでも、うるう秒を追加します。権力者は、一般的には(またはそれほど一般的には)、国際地球回転・基準系事業(IERS)として知られています。IERSは、奇妙に時代遅れのシステムを使用して、今年行われる1秒を含めずに、これまでに26回のうるう秒を追加しました。

毎年閏秒の6ヶ月前、IERSは「Bulletin C」という独創的なタイトルの速報を発信し、閏秒を追加する旨を伝えます。この速報は、電波、GPS信号、さらには電話モデムを通じてブロードキャストされ、あらゆる計時システムにその年に1秒追加されることを通知します。原子時計を運用する研究所は手動で調整する必要がありますが、世界中のほぼすべてのコンピューターは、ネットワークタイムプロトコルからファイルをダウンロードするだけで済みます。このファイルには、午後11時59分59秒に1秒を追加するようコンピューターに指示する命令が含まれています。

IERS速報C
今年のBulletin Cのスクリーンショット(著者によるIERSウェブサイトより)

ある年に秒を追加し、別の年に追加しないことは、人間にとってはそれほど問題ではありませんが、コンピューターにとっては問題です。うるう年は事前に計時システムにプログラムできますが、うるう秒はそうではありません。つまり、IERSは世界中のすべてのコンピューターに、特定の日に1秒を追加するよう指示できなければなりません。これは、コンピューターが時刻を計る方法とは相容れません。コンピューターは1分間がちょうど60秒であると認識するようにプログラムされており、それを変更させることはできません。2016年12月31日午後11時59分59秒以降に、突然1秒を追加することはできません。それでも私たちは諦めないのです。

2012年夏のうるう秒は、時計の不一致により複数の大規模サーバーでダウンを引き起こしました。同様の問題は2009年に発生しました。この不一致は、ネットワークタイムプロトコルが61秒を含む1分を適切に理解できないために発生します。現在、主な解決策はタイマーを一時停止し、12月31日の最後の1秒が実際には2秒間続くようにすることです。この回避策により、コンピューターが1秒巻き戻す必要がなくなります。コンピューターは時間を一定速度で前進させると認識しているため、これは便利です。他のシステムの中には、12月31日の最後の1秒を単に繰り返すものもあります。しかし、どちらのシステムも最適ではありません。

おそらくGoogleが今年公開しているシステムの方が、より優れたシステムでしょう。彼らはこれを「スミアリング」と呼んでいます。11時59分59秒に1秒を追加するのではなく、その追加秒を何時間にもわたって分散させるのです。Googleのネットワーク時刻プロトコルは、閏秒の前後10時間で0.0014%遅くなります。これはほとんど気づかないほど小さな変更であり、コンピューターでの調整を容易にします。

今年の大晦日にアメリカにいるなら、あなたのコンピューターはワシントンD.C.にあるアメリカ海軍天文台のマス​​タークロック施設に基づいて更新されます。そこに設置された原子時計群は正確な時刻を刻み、インターネット上のネットワークタイムプロトコルを介して送信しています。そしてなんと、電話システムにも送信されているのです。おそらく聞いたことのない俳優フレッド・コヴィントンの古風な声が、1秒ごとのカチカチという音をバックに時刻をアナウンスします。+1 (202) 762-1401に電話するだけです。ひどく古風な気分になりますが、それでも最新の情報を得ることができます。