Lounais-Häme

Karkauspäivä, kesäaika ja karkaussekunti – Mihin poikkeuksia tarvitaan?

Vuorokausi kestää 1–2 millisekuntia pidempään kuin 24 tuntia atomiaikaa.
Kellojen siirtely kesäajan takia herättää tunteita puolesta ja vastaan. Kuvituskuva. Kuva: Seppo Pessinen
Kellojen siirtely kesäajan takia herättää tunteita puolesta ja vastaan. Kuvituskuva. Kuva: Seppo Pessinen

Ajan mittaaminen on tarkkaa työtä, jossa on pysyttävä samassa tahdissa maan liikkeiden kanssa. Karkauspäivää tarvitaan pitämään kalenterimme kurissa: muuten kesä- ja talvipäivänseisaus ja pikkuhiljaa vuodenajatkin valuisivat pois paikoiltaan. Suomen virallista aikaa mitataan atomikellolla Otaniemessä.

Suomessa on käytössä gregoriaaninen kalenteri, jossa vuosi kestää 365 päivää. Tämä vastaa aikaa, jossa maapallo kiertää auringon ympäri, mutta ei aivan täsmälleen. Todellisuudessa matkaan kuluu 365,242 päivää. Kalenteri täsmätään karkauspäivän avulla joka 4. vuosi, paitsi tasavuosisatoina. Poikkeuksellekin on poikkeuksensa, sillä joka 4. tasavuosisata karkauspäivää kuitenkin vietetään – viimeksi vuonna 2000.

Toinen kummallisuus ajan mittaamisessa liittyy kellojen siirtelyyn keväisin ja syksyisin. Kesäaika perustuu EU:n direktiiviin vuodelta 2000 ja herättää tunteita puolesta ja vastaan. Kesäajan tarkoitus on saada päivän valoisat tunnit järkevään käyttöön. Suomessa tämä on melko tarpeetonta – meillä on käytännössä talvella pimeää ja kesällä valoisaa. Etelä-Euroopassa kesäajalla lieneekin suurempi merkitys.

Suomen virallista aikaa pitää yllä VTT:n Mittatekniikan keskus MIKES. VTT MIKESin atomikellot mittaavat vetyatomien värähtelyä mikroaaltojen avulla ja sekunnin miljardisosien tarkkuudella.

– Vastaavia aikalaboratorioita on ympäri maailmaa. Kansainvälinen paino- ja mittatoimisto Pariisissa vertailee atomikellojen aikaa kuukausittain ja korjaa maailmanaikaa tarvittaessa, kertoo Anders Wallin MIKESistä.

– Kuka tahansa voi synkronoida kännykkänsä tai tietokoneensa Suomen viralliseen aikaan maksuttoman NTP-aikapalvelumme avulla. Lisäksi tarjoamme valokuituyhteyden kautta suoran väylän atomikellomme tarkkaan aikaan. Tämä kiinnostaa yhä useampia yrityksiä ja organisaatioita, Wallin toteaa.

Kansainvälisen SI-mittayksikköjärjestelmän sekunnin määritelmä perustuu vedyn sijaan cesiumatomin värähtelyyn.

– Kun sitä verrataan maan pyörimiseen oman akselinsa ympäri, huomataan, että vuorokausi kestää 1–2 millisekuntia pidempään kuin 24 tuntia atomiaikaa. Poikkeama korjataan tarvittaessa karkaussekunnin avulla. Viimeksi näin tehtiin vuoden 2016 viimeisenä päivänä.

– Ajan tarkka mittaaminen on tärkeää esimerkiksi siksi, että SI-järjestelmämme muut mittayksiköt nojaavat aikaan. Ajan mittaaminen heijastuu siis esimerkiksi pituuden, painon tai lämpötilan mittaamiseen.

Monet uudet teknologiat 5G-kännykkäverkoista satelliittipaikannukseen perustuvat tarkkaan aikaan: jo nanosekunnin virhe yhtäällä voi aiheuttaa merkittävän poikkeaman toisaalla. Myös moni kaupallinen tai julkinen palvelu pörssikaupasta virallisten dokumenttien toimittamiseen edellyttää oikeaa ajoitusta.

Teknologian kehitys tarkentaa edelleen ajan mittaamista. Yksi esimerkki tästä ovat optiset kellot, jotka perustuvat mikroaaltojen sijaan valoon.

– Valon avulla atomien värähtelyä voitaisiin mitata jopa 100 kertaa nykyistä tarkemmin. Optisista kelloista ei kuitenkaan vielä ole saavutettu kansainvälistä yhteisymmärrystä vaan tähän voi mennä vielä 5–15 vuotta, Wallin arvelee.

Uusimmat

Näkoislehti

5.7.2020

Fingerpori

comic