時計･おもしろ話4

閏秒はなぜ生まれたか

閏年の話に続いて閏秒の話をしようと思う。近年時折り新聞をにぎ
わすことがあるのでご存じの方も多いに違いない。この閏秒を必要
とするようになった背景には秒の基準を変えたことがあげられる。

従来、秒の基準は天文観測を基準として決められた｢天文秒｣と呼ば
れるものだった。ところが1972年にこの秒の基準を｢原子秒｣と呼ば
れるものに変更した。原子秒とは原子時計によって刻まれる秒によ
って定められた新しい時間の単位である。

原子時計とは、ひとことでいえば「原子や分子の持つ固有のスペク
トルを基準として用いた時計」ということができる。ここでいうス
ペクトルとは、物質が電磁波等と相互作用した結果として現れるさ
まざまな応答に対して用いられる言葉であるが、原子時計では、現
在セシウム原子にレーザーを照射してそこに現れる一定の振動数を
基に秒の長さを決定している。

レーザー以前には電磁波が用いられていたというが、その段階での
原子時計の誤差は３万年に１秒といわれた。ところがこれをレーザ
ーにすることによってその誤差はますます小さいものにな、およそ
150万年に１秒の誤差におさまるものとなっている。

この原子時計による秒の決定により、いわゆる天文秒によって定め
られていたものに新たな光が当てられるようになった。そのひとつ
が地球自転の遅れである。

従来地球の自転を24時間と定めてきた。ところが原子時計に照らし
合わせてみると、地球の自転はわずかながら遅れがちになるのだ。
そこで地球自転の遅れによって生ずる誤差と原子時計で決定される
時刻体系との間のすりあわせが必要となってきた。そこで生まれて
きたのが閏秒の考え方なのである。

1972年の年初から世界の標準時はセシウム原子時計の秒で刻まれる
こととなった。そしてその時刻は、地球の自転によって生ずる誤差
との間をつねに0.9秒以内に収まるよう補正する必要が生じた｡その
微調整が閏秒である。

これまでの計測によると地球は１年間に平均して0.826秒ずつ遅れ
ていることになるという。これではほぼ毎年のように閏秒は挿入さ
れなければならない状況にある。その挿入時期には優先順位が決め
られているが、日本では１月１日もしくは７月１日の午前９時の前
が多いという。この午前９時というのは我が国における時刻であっ
て、グリニッジ標準時の12月31日23時59分59秒に挿入するものが日
本では時差の関係で午前9時の前になるからである。

ではどのようにして１秒を挿入するのだろうか。59秒の次をもとの
０秒とせず｢60秒｣を押入してから０秒へ移るのだ。しかし突然１秒
という時間が押入されると影響が大きい。今はそういう社会だ。

そこで100秒間を1/100秒ずつ遅らせながら修正していくという方法
をとる。我が国では次のように行う。午前８時58分20秒から秒の刻
む長さを1.01秒とし９時までにちょうど１秒増えるかたちにして閏
秒の挿入を図るのである。もちろんこうした調整はコンピュータに
よる自動修正プログラムが行っていることはいうまでもない。

[5]へ続く