خداحافظی با روزهای ۲۴ ساعته روی کره زمین

فرارو: اگرچه انسان‌ها شبانه‌روز را به عنوان یک واحد ثابت ۲۴ ساعته در تقویم‌های خود ثبت کرده‌اند، اما واقعیت‌های فیزیکی نشان می‌دهند سیاره زمین مانند یک فرفره در حال از دست دادن سرعت خود است؛ تغییری که اگرچه در مقیاس عمر انسانی احساس نمی‌شود، اما سرنوشت زمانی سیاره ما را برای همیشه تغییر خواهد داد.

به نقل از اکوتیکیاس، احتمالاً اخیراً سرفصل‌های هیجان‌انگیزی درباره «۲۵ ساعته شدن روزهای زمین» در فضای مجازی دیده‌اید. اگرچه این خبر از نظر علمی پایه و اساس درستی دارد، اما یک نکته کلیدی در آن نادیده گرفته شده است: زمان وقوع این اتفاق! 

بله، دانشمندان انتظار دارند که چرخش زمین همچنان به کند شدن ادامه دهد، اما این تغییر چنان تدریجی و نامحسوس است که در زندگی روزمره، حتی برای نسل‌های متمادی، کاملاً غیرقابل مشاهده خواهد بود. این ایده که روزها طولانی‌تر می‌شوند، زاییده تخیل نیست؛ بلکه نتیجه یک کشمکش دائمی میان زمین و ماه است.

همان نیروهای گرانشی که باعث جزر و مد اقیانوس‌ها می‌شوند، مانند یک ترمز بسیار کوچک بر بدنه سیاره در حال چرخش عمل می‌کنند و در هر قرن، تنها چند میلی‌ثانیه به طول روز اضافه می‌کنند.

شبانه‌روز؛ واحدی که برخلاف تصور ما ثابت نیست

اکثر ما در مدرسه آموخته‌ایم که یک شبانه‌روز ۲۴ ساعت است؛ زیرا تمام برنامه‌ریزی‌های ما، از ساعات کاری و مدرسه گرفته تا ساعت‌های زنگ‌دار، بر همین اساس تنظیم شده است. اما دانشمندان ناسا در مرکز «Space Place» توضیح داده‌اند اگر سرعت چرخش زمین را به جای خورشید، نسبت به ستاره‌های دوردست اندازه‌گیری کنیم، به عددی کمی کوتاه‌تر می‌رسیم که به آن «روز نجومی» (Sidereal Day) می‌گویند.

این تفاوت ناشی از یک اشتباه محاسباتی نیست، بلکه به دلیل حرکت همزمان زمین به دور خورشید است. زمین در حالی که به دور خود می‌چرخد، در مدار خورشید نیز به جلو حرکت می‌کند؛ بنابراین باید کمی بیشتر از ۳۶۰ درجه بچرخد تا خورشید دوباره در همان نقطه قبلی در آسمان ظاهر شود. نکته مهم‌تر این است که حتی همین شبانه‌روز ۲۴ ساعته خورشیدی نیز کاملاً ثابت نیست. سرعت زمین به مقدار بسیار ناچیزی نوسان دارد و در بازه‌های زمانی بسیار طولانی، روند صعودی و افزایشی را طی می‌کند.

ماه؛ عامل اصلی ترمز سیاره‌ای

دلیل اصلی کند شدن چرخش زمین، همسایه نقره‌ای ما یعنی ماه است. گرانش ماه باعث می‌شود آب اقیانوس‌ها به سمت آن کشیده شده و برآمدگی‌هایی ایجاد شود که ما آن‌ها را به عنوان جزر و مد می‌شناسیم. اما این برآمدگی‌های جزر و مدی دقیقاً با موقعیت ماه در آسمان تراز نمی‌شوند. اصطکاک میان آب اقیانوس‌ها و بستر دریاها باعث ایجاد نوعی «کشش» می‌شود که انرژی چرخشی زمین را می‌رباید.

در توضیحات رسمی ناسا درباره کسوف و چرخش زمین، این فرآیند به وضوح شرح داده شده است. در واقعیت، زمین در حال از دست دادن سرعت خود است و در مقابل، ماه به آرامی در حال دورتر شدن از زمین است. برای درک بهتر این موضوع، تصور کنید روی یک صندلی چرخ‌دار اداری در حال چرخش هستید و پای خود را به آرامی روی زمین می‌کشید؛ صندلی به چرخش ادامه می‌دهد اما به تدریج سرعت خود را از دست می‌دهد.

دانشمندان چگونه این تغییرات میلی‌ثانیه‌ای را رصد می‌کنند؟

هیچ انسانی نمی‌تواند کاهش کسری از ثانیه را در طول عمر خود حس کند. پس محققان چگونه از وقوع آن مطمئن هستند؟ پاسخ در مقایسه ساعت‌های اتمی فوق‌دقیق با مشاهدات نجومی و رکوردهای تاریخی نهفته است. آن‌ها با بررسی زمان‌بندی خورشیدگرفتگی‌های باستانی که توسط تمدن‌های بابِل و چین ثبت شده، متوجه شده‌اند که جایگاه خورشید و ماه در گذشته با محاسبات امروز (بدون در نظر گرفتن تغییر سرعت زمین) همخوانی ندارد.

امروزه سازمان‌هایی مانند «سرویس بین‌المللی چرخش زمین و سیستم‌های مرجع» (IERS) به‌طور مداوم ناهماهنگی‌های کوچک میان زمان ساعت‌های اتمی و چرخش واقعی زمین را رصد می‌کنند. به همین دلیل است که هر از گاهی «ثانیه کبیسه» به زمان جهانی اضافه می‌شود تا ساعت‌ها با حرکت واقعی سیاره هماهنگ بمانند. موسسه ملی استاندارد و فناوری آمریکا (NIST) و رصدخانه نیروی دریایی ایالات متحده از جمله نهادهایی هستند که این تغییرات را با دقت میکروسکوپی زیر نظر دارند.

چه زمانی روزهای زمین ۲۵ ساعته می‌شود؟

اینجاست که برخی رسانه‌ها در انتشار اخبار دچار بزرگ‌نمایی می‌شوند. هیچ تاریخ مشخصی در تقویم برای این اتفاق وجود ندارد. بهترین تخمین‌های علمی بر اساس داده‌های تیم تحقیقاتی دانشگاه تورنتو و اخترشناسانی چون نورمن موری، نشان می‌دهد که حدود ۲۰۰ میلیون سال زمان لازم است تا زمین به شبانه‌روز ۲۵ ساعته برسد.

بنابراین، اگرچه روز ۲۵ ساعته در «خط زمانی» آینده زمین قرار دارد، اما این اتفاق چنان دور است که هیچ تاثیری بر تمدن بشری، زندگی فعلی ما یا حتی ساختار تقویم‌هایی که می‌شناسیم نخواهد داشت. در واقع، تا آن زمان ممکن است نقشه قاره‌ها و حتی گونه‌های حیات روی زمین به‌طور کامل تغییر کرده باشد.

عوامل دیگری که بر طول روز اثر می‌گذارند

اگرچه جزر و مد ماه عامل اصلی و بلندمدت است، اما نیروهای دیگری نیز می‌توانند طول روز را به مقدار ناچیزی تغییر دهند. حرکت توده‌های بزرگ روی زمین، مانند ذوب شدن یخ‌های قطبی بر اثر تغییرات اقلیمی یا جابجایی مقادیر عظیم آب‌های زیرزمینی، می‌تواند توزیع جرم سیاره را تغییر داده و سرعت چرخش را کم یا زیاد کند.

حتی پروژه‌های عظیم مهندسی بشری، مانند سدهای بزرگ، در تئوری می‌توانند تأثیرات میکروسکوپی بر چرخش زمین داشته باشند. این واقعیت به ما یادآوری می‌کند که زمین در دقت‌های بسیار بالا، مانند یک فرفره سفت و صلب نیست، بلکه سیاره‌ای پویاست که طول روزهای آن تحت تأثیر عوامل متعددی از اعماق اقیانوس‌ها تا دوردست‌های فضا قرار دارد.

در نهایت، اگرچه فعلاً باید با همان ۲۴ ساعت در شبانه‌روز سر کنیم، اما علم به ما می‌گوید که زمان، عنصری سیال در دستان فیزیک است و سیاره ما همواره در حال تغییر است، حتی اگر این تغییر به اندازه پلک زدنی در عمر طولانی کیهان باشد.