อธิกวินาที

โดย...วรเชษฐ์ บุญปลอด

นาทีสุดท้ายของวันที่ 30 มิ.ย.ตามเวลาสากล ซึ่งตรงกับเวลา 06.59 น. ของวันอาทิตย์ที่ 1 ก.ค. 2555 ตามเวลาประเทศไทย จะมี 61 วินาที เพื่อชดเชยผลจากการที่โลกหมุนรอบตัวเองช้าลงเมื่อเทียบกับเวลาอะตอม การเพิ่มเวลาดังกล่าวเรียกว่าอธิกวินาที (Leap Second) เริ่มใช้มาตั้งแต่ปี 2515 ครั้งก่อนหน้านี้กระทำเมื่อวันสิ้นปี 2551

หลายคนรู้จักและทราบกันดีว่าปีนี้เป็นปีอธิกสุรทิน (Leap Year) มีการเพิ่มวันในเดือน ก.พ. จากปกติมี 28 วัน เพิ่มเป็น 29 วัน นอกจากนั้นยังเป็นปีอธิกมาส (Leap Month) ซึ่งมีการเพิ่มเดือนในปฏิทินจันทรคติให้มีเดือน 8 สองหน การเพิ่มวันในปฏิทินสุริยคติและเพิ่มเดือนในปฏิทินจันทรคติ มีขึ้นเพื่อทำให้ปฏิทินทั้งสองสอดคล้องกับฤดูกาล อธิกวินาทีไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับฤดูกาล แต่เป็นการทำให้นาฬิกาสอดคล้องหรือใกล้เคียงกับการหมุนรอบตัวเองของโลกที่แท้จริง

การหมุนรอบตัวเองของโลกเทียบกับดวงอาทิตย์เป็นตัวกำหนดเวลา โดย 1 วัน แบ่งเป็น 24 ชั่วโมง แต่ละชั่วโมงมี 60 นาที และแต่ละนาทีมี 60 วินาที ระยะเวลา 1 วัน จึงยาวนาน 86,400 วินาที ปี 1967 ได้มีการกำหนดนิยามของวินาทีในระบบเอสไอเพื่อใช้เป็นมาตรฐานเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในอะตอมซีเซียม นาฬิกาที่ใช้รักษาเวลาจึงเรียกว่านาฬิกาอะตอม ซึ่งอ้างอิงกับผลการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ในช่วงปี 1750-1892 ระยะเวลา 1 วินาที จึงคิดเป็น 1 ใน 86,400 ส่วน ของคาบการหมุนรอบตัวเองของโลกเมื่อราวปี 18-20 (เฉลี่ยจากช่วงเวลาของการสังเกตการณ์)

ทว่าคาบการหมุนรอบตัวเองของโลกไม่คงที่ ในระยะยาวโลกจะหมุนช้าลงทีละน้อยอันเนื่องมาจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ มีหลักฐานยืนยันอย่างชัดเจนถึงความจริงข้อนี้ โดยเปรียบเทียบผลการคำนวณปรากฏการณ์ท้องฟ้าต่างๆ เช่น สุริยุปราคากับบันทึกการสังเกตปรากฏการณ์ในอดีตย้อนไปนับพันปี นักดาราศาสตร์พบว่าช่วง 1,000 ปีที่ผ่านมา โลกหมุนช้าลงด้วยอัตราเฉลี่ยราว 1.4 มิลลิวินาทีต่อศตวรรษ และในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา เราพบว่าระยะเวลา 1 วัน ไม่ใช่ 86,400 วินาที แต่ยาวกว่านั้นราว 12 มิลลิวินาที (0.001-0.002 วินาที) ทำให้เวลาอะตอมคลาดเคลื่อนจากการหมุนรอบตัวเองที่แท้จริงของโลกไปราว 1 นาที ในเวลาประมาณ 60-90 ปี

ยังมีปัจจัยอื่นๆ อีก ที่ส่งผลต่อคาบการหมุนของโลก เช่น การเปลี่ยนแปลงของกระแสลมในบรรยากาศและกระแสน้ำในมหาสมุทร ซึ่งสัมพันธ์กับฤดูกาล สองสิ่งนี้ทำให้ภายในช่วง 1 ปี คาบการหมุนรอบตัวเองของโลกจะเพิ่มขึ้นและลดลงได้ราว 1 มิลลิวินาที แผ่นดินไหวขนาดใหญ่ก็มีอิทธิพล แต่ส่งผลน้อยกว่าปัจจัยที่กล่าวมาในตอนต้นหลายเท่า ความคลาดเคลื่อนระหว่างเวลาอะตอมกับการหมุนรอบตัวเองของโลกจึงไม่สม่ำเสมอ

ทางดาราศาสตร์มีมาตราเวลาอยู่หลายชนิด มี 2 ชนิด ที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับอธิกวินาที ได้แก่ เวลาสากล (UT1) กับเวลาสากลเชิงพิกัด (Coordinated Universal Time หรือ UTC) ชนิดแรก คือ UT1 เป็นเวลาสากลตามการหมุนรอบตัวเองของโลกที่แท้จริง ส่วน UTC เป็นเวลาสากลที่อ้างอิงกับนาฬิกาอะตอม มีการส่งคลื่นวิทยุเพื่อบอกเวลามาตรฐานโลก และใช้แปลงเป็นเวลาของประเทศต่างๆ ตามเขตเวลา สำหรับประเทศไทย คือ UTC+7

คาบการหมุนรอบตัวเองของโลกที่ไม่ตรงกับเวลาอะตอม ทำให้ UT1 กับ UTC ห่างกันมากขึ้นเรื่อยๆ การที่จะรักษาเวลาให้นาฬิกาสอดคล้องกับธรรมชาติ จึงต้องทำให้เวลาสองชนิดนี้ห่างกันไม่เกิน 0.9 วินาที ด้วยการเพิ่มอธิกวินาทีลงใน UTC โดยปกติการใช้อธิกวินาทีจะกระทำในนาทีสุดท้ายของวันที่ 30 มิ.ย. หรือวันที่ 31 ธ.ค. ตามเวลาสากลเชิงพิกัด หน่วยงานที่ทำหน้าที่คอยตรวจสอบและประกาศว่าจะมีการใช้อธิกวินาทีในปีใด คือ ไออีอาร์เอส (International Earth Rotation and Reference Systems Service : IERS) โดยจะประกาศล่วงหน้า 6 เดือน

การใช้อธิกวินาทีในช่วงสิ้นเดือนที่จะถึงนี้ ทำให้นาทีสุดท้ายของวันที่ 30 มิ.ย.ตามเวลาสากล มีระยะเวลายาวนานขึ้นเป็น 61 วินาที คือเพิ่มอีก 1 วินาที หลังเวลา 23.5-9.59 น. (ประเทศไทยจะตรงกับเวลา 06.5-9.59 น. ของวันที่ 1 ก.ค. 2555) ดังนั้นนาฬิกาดิจิตอลที่ปรับให้รองรับอธิกวินาที จะแสดงเวลา 23.5-9.59 น. ตามด้วย 23.59.60 น. แล้วจึงเปลี่ยนเป็น 00.0-0.00 น. ไม่เหมือนปกติเปลี่ยนจาก 23.5-9.59 น. ไปเป็น 00.0-0.00 น. การเพิ่มวินาทีพิเศษเช่นนี้มีขึ้นเป็นครั้งที่ 25 นับตั้งแต่เริ่มใช้อธิกวินาทีเมื่อ 40 ปีก่อน

การใช้อธิกวินาทีก่อให้เกิดความยุ่งยากในทางปฏิบัติ กระทบต่อระบบนำร่อง การสื่อสาร บริการทางการเงิน การควบคุมการจราจรทางอากาศและอินเทอร์เน็ต พ.ศ. 2548 สหรัฐอเมริกาได้เสนอต่อสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ หรือไอทียู (International Telecom munications Union : ITU) ให้ยกเลิกการใช้อธิกวินาที แต่ก็มีความเห็นแย้งจากนักดาราศาสตร์และผู้ที่เกี่ยวข้องว่าควรศึกษาผลกระทบที่ชัดเจนก่อน

ข้อมูลจาก สตีฟ อัลเลน (Steve Allen) นักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ณ ซานตาครูซ ประเมินว่า หากยกเลิกการใช้อธิกวินาที เวลาอะตอมจะคลาดกับธรรมชาติมากขึ้นเรื่อยๆ โดยอีกราว 3,000-4,000 ปี จะคลาดกันมากถึง 12 ชั่วโมง นั่นจะทำให้ผู้ที่อยู่ในเขตศูนย์สูตรเห็นดวงอาทิตย์อยู่สูงเหนือศีรษะ ขณะที่นาฬิกาบอกเวลาเที่ยงคืน นอกจากนี้ หากยังคงการใช้อธิกวินาทีไว้ ก็จะต้องกระทำบ่อยขึ้น เช่น ราวปี 2300-2600 จะต้องเพิ่มอธิกวินาทีทุก 3 เดือน ราวปี 3200-4200 จะต้องเพิ่มอธิกวินาทีทุกเดือน เป็นต้น

เดือน ม.ค. 2555 ที่ประชุมสมัชชาวิทยุสื่อสาร (Radiocommunication Assembly) ของไอทียู ณ เจนีวา ซึ่งมีผู้แทนจาก 150 ประเทศเข้าร่วม ได้มีวาระการตัดสินใจเรื่องนี้ แต่ไม่ได้ข้อยุติ ผู้แทนจากสหราชอาณาจักรต่อต้านอย่างแข็งขัน โดยกล่าวว่าไม่ควรยกเลิกโดยปราศจากเหตุผลที่ดี ขณะที่หลายประเทศต้องการศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมก่อนตัดสินใจ ที่ประชุมจึงเลื่อนการพิจารณาไปบรรจุในวาระการประชุมวิทยุสื่อสารโลก (World Radiocommunication Conference) ในปี 2558

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (24 มิ.ย.1 ก.ค.)

ดาวพุธ ดาวอังคาร และดาวเสาร์ อยู่บนท้องฟ้าเวลาหัวค่ำ ดาวพุธอยู่เหนือขอบฟ้าทิศตะวันตก ปลายสัปดาห์เป็นช่วงที่ดาวพุธทำมุมห่างดวงอาทิตย์มากที่สุด จึงสามารถสังเกตได้ไม่ยากหากท้องฟ้าเปิด ดาวอังคารเข้าสู่กลุ่มดาวหญิงสาว อยู่สูงบนท้องฟ้าทิศตะวันตก ตกลับขอบฟ้าราว 5 ทุ่มครึ่ง ดาวเสาร์อยู่ใกล้ดาวรวงข้าวในกลุ่มดาวหญิงสาว ห่างดาวอังคารประมาณ 30 องศา เวลา 1 ทุ่มครึ่ง ดาวเสาร์อยู่สูงทางทิศใต้ที่มุมเงย 70 องศา จากนั้นตกลับขอบฟ้าในอีก 6 ชั่วโมง

ดาวศุกร์กับดาวพฤหัสบดีเป็นดาวสว่างในเวลาเช้ามืด ทั้งคู่ขึ้นมาอยู่เหนือขอบฟ้าทิศตะวันออกในเวลาประมาณตี 4 ครึ่ง เข้าใกล้กันที่สุดในเช้ามืดวันอาทิตย์ที่ 1 ก.ค. ห่างกัน 4.8 องศา ค่ำวันอาทิตย์ที่ 24 มิ.ย. ดวงจันทร์อยู่ทางซ้ายมือ ค่อนไปทางด้านล่างของดาวหัวใจสิงห์ที่ระยะห่าง 6 องศา จากนั้นอยู่ทางซ้ายมือของดาวอังคารในวันที่ 26 มิ.ย. ดวงจันทร์สว่างครึ่งดวงในวันถัดไป วันพฤหัสบดีที่ 28 มิ.ย. จะเห็นดวงจันทร์อยู่ใกล้ดาวเสาร์กับดาวรวงข้าว ห่างดาวเสาร์ 7 องศา ห่างดาวรวงข้าว 2 องศา