Moderné meranie času stojí na atómových hodinách. Tie poskytujú mimoriadne stabilný rytmus a tvoria základ koordinovaného svetového času UTC. Zem sa však neotáča s rovnakou presnosťou. Jej rotáciu ovplyvňuje slapové trenie, pohyb atmosféry a oceánov, zmeny v jadre aj presun hmoty na povrchu planéty. Astronomický čas UT1 preto nie je dokonale rovnomerný.
Prestupná sekunda vznikla v roku 1972 ako mechanizmus, ktorý mal udržiavať UTC blízko času odvodeného od rotácie Zeme. Keď sa rozdiel priblížil stanovenej hranici, do časovej osi sa vložila sekunda navyše. Minúta tak výnimočne nemala 60, ale 61 sekúnd. Od zavedenia systému sa podľa BIPM pridalo 32 prestupných sekúnd a posledná prišla v roku 2016.
Z pohľadu fyziky išlo o elegantnú korekciu. Občiansky čas zostával tesne naviazaný na astronomický deň. Z pohľadu softvéru však vznikla nepravidelná udalosť, ktorú nemožno odvodiť z jednoduchého kalendárneho pravidla. O jej použití sa rozhodovalo podľa aktuálnych meraní rotácie Zeme a systémy sa museli pripraviť na konkrétny oznámený termín.
Jedna sekunda, viacero nekompatibilných riešení
Počítačové systémy často predpokladajú, že minúta má 60 sekúnd a čas rastie plynule. Prestupná sekunda tento predpoklad naruší. Niektoré implementácie zopakujú časovú značku, iné použijú hodnotu 23:59:60, ďalšie na okamih zastavia hodiny. Veľké technologické firmy si preto vytvorili vlastné spôsoby, ako korekciu rozložiť na dlhšie obdobie.
Google a Meta používajú variant takzvaného leap smear. Namiesto jediného skoku rozdelia sekundu na množstvo drobných úprav počas dňa alebo iného časového okna. Systém potom nemá neštandardnú sekundu, no jeho čas sa krátkodobo mierne líši od striktnej UTC stupnice. Problém nastáva, keď spolu komunikujú služby s odlišnými smear algoritmami alebo systémy, ktoré prestupnú sekundu aplikujú priamo.
Historické incidenty ukázali, že nejde o teoretickú komplikáciu. Prestupné sekundy spôsobovali problémy operačným systémom, databázam aj aplikačným službám. V roku 2012 postihol incident rezervačný systém leteckej spoločnosti Qantas. Kritické systémy pritom čas používajú na poradie udalostí, platnosť tokenov, finančné transakcie, logovanie, distribuované zámky aj replikáciu dát.
Hrozba zápornej sekundy urýchlila rozhodnutie
Doteraz sa prestupné sekundy pridávali, pretože dlhodobý trend rotácie Zeme bol pomalší než rovnomerný atómový čas. V posledných rokoch sa však Zem v niektorých obdobiach otáčala rýchlejšie. To zvýšilo pravdepodobnosť, že namiesto pridania sekundy by bolo potrebné jednu sekundu odobrať.
Záporná prestupná sekunda sa v praxi nikdy nepoužila. Znamenala by minútu s 59 sekundami a predstavovala by ešte menej otestovaný scenár než kladná korekcia. Testy priemyselných štandardizačných skupín podľa BIPM ukázali viacero zlyhaní. Práve riziko prvej zápornej prestupnej sekundy patrilo k dôvodom, prečo sa účinnosť rozhodnutia posunula na rok 2027.
Výskum publikovaný v Nature v roku 2024 upozornil, že zmeny rotácie súvisia aj s presunom hmoty spôsobeným topením ľadu. Klimatické procesy môžu načasovanie zápornej prestupnej sekundy ovplyvniť, hoci presná potreba korekcie závisí od budúceho vývoja rotácie. Pre technológie je podstatné, že riziko neotestovaného odpočítania sekundy už nebolo prijateľné.
Čo sa stane po 20. máji 2027
BIPM zvolil 20. máj 2027, ktorý pripadá na Svetový deň metrológie a výročie podpisu Metrickej konvencie. Od tohto dátumu sa prestupné sekundy prestanú vydávať. Pre systémy, ktoré sa spoliehajú na UTC, má byť praktická správa upokojujúca: nemusia zavádzať nový druh korekcie. Jednoducho budú pokračovať v počítaní bežných sekúnd a minút.
To však neznamená, že sa rozdiel medzi atómovým a astronomickým časom prestane zväčšovať. UTC a UT1 sa postupne rozídu o viac než dnešnú približne sekundovú toleranciu. Systémy, ktoré potrebujú presnú polohu Zeme voči hviezdam, napríklad niektoré astronomické, geodetické alebo navigačné výpočty, budú musieť používať publikovaný rozdiel UT1–UTC.
Pre bežné aplikácie bude odchýlka dlho zanedbateľná. Poludnie podľa hodín sa nebude viditeľne oddeľovať od polohy Slnka. BIPM diskutuje o budúcej väčšej korekcii, niekedy označovanej ako prestupná hodina, no nahromadenie rozdielu 3 600 sekúnd by trvalo tisícročia. Ide teda skôr o problém budúcich generácií než o ďalšiu migračnú úlohu pre dnešné tímy.
Menej prekvapení v globálnom čase
Rozhodnutie BIPM je kompromisom medzi astronomickou tradíciou a technickou spoľahlivosťou. Ľudský čas už nebude udržiavaný v tesnej zhode s rotáciou Zeme každou jednou sekundou. Odmenou je predvídateľnejšia UTC stupnica, ktorú možno jednoduchšie implementovať naprieč miliardami zariadení a služieb.
Od mája 2027 sa UTC prestane prispôsobovať rotácii Zeme pomocou prestupných sekúnd. Pre väčšinu ľudí sa nič viditeľné nezmení, no databázy, API a distribuované systémy získajú stabilnejšie pravidlo. Rozdiel medzi atómovým a astronomickým časom sa bude zväčšovať, no jeho riešenie sa presúva z každej jednotlivej sekundy do veľmi vzdialenej budúcnosti.
