A Dubai 193 nazioni aboliscono il secondo intercalare: infrastrutture digitali al sicuro

Un secondo in più, chiamato “secondo intercalare”, ha rappresentato una minaccia per i sistemi digitali per decenni. Gli organismi internazionali preposti alla misurazione del tempo hanno votato nel novembre 2022 per abolirlo. I delegati di 193 nazioni hanno concordato a Dubai, durante la Conferenza Mondiale delle Radiocomunicazioni (WRC-23). Questa decisione cambia il modo in cui il mondo gestisce l’ora ufficiale. Inoltre, pone fine alle interruzioni per le infrastrutture digitali critiche.

Il Tempo Coordinato Universale (UTC) è lo standard internazionale per il tempo civile dal 1972. Sincronizza gli orologi in tutto il mondo per la navigazione, la comunicazione e le transazioni finanziarie. L’UTC si basa su una media precisa di orologi atomici in tutto il mondo. Questi orologi sono incredibilmente stabili. Forniscono una scala temporale continua e uniforme.

Il Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) coordina oltre 400 orologi atomici. Questi orologi si trovano in più di 80 laboratori nazionali del tempo. I loro dati combinati costituiscono il Tempo Atomico Internazionale (TAI). Il TAI è la scala temporale più stabile disponibile. Il TAI avanza senza interruzioni.

La velocità di rotazione terrestre non è perfettamente costante. Varia a causa delle maree oceaniche, dei cambiamenti atmosferici e di altri eventi geofisici. Questo fa sì che il tempo atomico e il tempo astronomico divergano. Il tempo astronomico, chiamato Tempo Universale 1 (UT1), monitora la rotazione effettiva della Terra rispetto a quasar distanti.

Dal 1972, l’UTC ha utilizzato i secondi intercalari per mantenersi entro 0,9 secondi dall’UT1. Un secondo intercalare è un secondo in più aggiunto o sottratto all’UTC. Questo aggiustamento impedisce al tempo civile di allontanarsi troppo dalla rotazione effettiva del pianeta. L’International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) decide quando è necessario un secondo intercalare.

Il mondo ha concordato di porre fine ai secondi intercalari

L’International Telecommunication Union (ITU) ha ufficialmente approvato l’abolizione dei secondi intercalari nel novembre 2022. Ciò è avvenuto dopo decenni di dibattiti tra scienziati e ingegneri. Gli stati membri hanno concordato di cessare di inserire secondi intercalari nell’UTC entro il 2035. Desiderano una scala temporale continua e ininterrotta.

L’ITU è l’agenzia delle Nazioni Unite per le tecnologie dell’informazione e della comunicazione. Gestisce lo spettro radio globale e le orbite satellitari. Questo organismo stabilisce gli standard internazionali per il tempo e la frequenza. Le sue decisioni rivestono grande importanza per l’infrastruttura globale.

Un orologio atomico, come quelli coordinati dal Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), è la tecnologia incredibilmente stabile su cui si basa il Tempo Coordinato Universale (UTC), lo standard internazionale per la misurazione del tempo civile. (Fonte: scientificamerican.com)

Il dottor Demetrios Matsakis è stato per anni responsabile scientifico per il Tempo Preciso e l’Astrometria presso l’Osservatorio Navale degli Stati Uniti. Ha affermato che questa decisione ci garantisce un “futuro stabile” per la misurazione del tempo a livello globale. L’abolizione dei secondi intercalari risolve un grande problema per i sistemi digitali in tutto il mondo. Ha notato che il cambiamento preverrà futuri crash di sistema.

Il voto non è stato unanime. Cina, Russia e Cuba inizialmente avevano espresso delle preoccupazioni. Queste nazioni volevano ritardare il cambiamento o mantenere il sistema attuale. Temevano gli impatti sui sistemi di navigazione satellitare, quindi è stato raggiunto un compromesso: il cambiamento avrebbe atteso fino al 2035.

Questo compromesso consente loro di studiare come gestire l’eventuale divergenza temporale. Concede agli operatori di sistema il tempo di adattare la loro infrastruttura. Il Settore delle Radiocomunicazioni dell’ITU (ITU-R) continuerà a studiare soluzioni. Il Gruppo di Lavoro 7A dell’ITU-R guida questa ricerca.

I sistemi digitali sono messi in difficoltà dai secondi intercalari

Significative interruzioni dei sistemi si sono verificate a causa dell’inserimento di secondi intercalari. Gli ingegneri del software hanno trovato difficile gestire questi aggiustamenti imprevedibili. La maggior parte dei sistemi informatici si aspetta un flusso continuo di secondi. Un secondo in più può interrompere gli orologi interni.

Nel 2012, un secondo intercalare ha causato diffusi guasti a internet. I sistemi operativi Linux sono andati in crash e hanno registrato carichi elevati della CPU. Siti web come Reddit, Mozilla e Yelp sono andati offline. Anche Qantas Airways ha avuto significativi problemi operativi.

Google ha sviluppato una soluzione alternativa chiamata “leap smear”. I suoi server hanno gradualmente regolato i propri orologi di millisecondi nel corso di ore. Questo ha evitato un salto improvviso e dirompente. Molte aziende tecnologiche hanno utilizzato soluzioni interne simili.

Cloudflare ha subito un’interruzione durante il secondo intercalare del 2017. Il suo software di risoluzione DNS è andato in crash a causa di uno specifico bug del kernel. Gli ingegneri hanno faticato per ore a diagnosticare il problema. L’incidente ha mostrato quanto fossero ancora fragili i sistemi.

Anche i mercati finanziari hanno affrontato delle sfide. I sistemi di high-frequency trading richiedono una precisione al microsecondo. Un secondo inaspettato potrebbe compromettere i timestamp o interrompere le sequenze di transazioni. Le autorità di regolamentazione erano preoccupate per la stabilità del mercato.

Anche i sistemi di navigazione satellitare, come GPS e Galileo, richiedono una misurazione del tempo continua. Questi sistemi trasmettono segnali orari precisi ai ricevitori. Un improvviso secondo intercalare potrebbe causare errori nei calcoli di posizionamento. Ciò ha un impatto sull’aviazione e su altre importanti applicazioni.

I sistemi di navigazione satellitare come GPS e Galileo si basano su segnali orari estremamente precisi e continui. La natura imprevedibile dei secondi intercalari ha causato preoccupazioni per questi sistemi, con il rischio di errori nei calcoli di posizionamento per applicazioni critiche come l'aviazione. (Fonte: space.com)

Passaggio al tempo universale continuo

L’anno 2035 segna la cessazione dell’inserimento di secondi intercalari. Dopo questa data, l’UTC funzionerà continuamente, senza aggiustamenti improvvisi. Divergerà dalla rotazione terrestre nel corso dei secoli. Ciò garantisce stabilità per tutte le applicazioni digitali.

La divergenza tra UTC e UT1 aumenterà lentamente. Gli esperti prevedono che questo divario potrebbe raggiungere diversi minuti entro un secolo. Una differenza di forse un’ora potrebbe accumularsi in 500-1.000 anni. Questa deriva non influenzerà subito la vita quotidiana.

Il Gruppo di Lavoro 7A dell’ITU-R sta studiando come gestire questa futura divergenza. Una proposta suggerisce un‘“ora intercalare” o un “minuto intercalare” in un futuro lontano. Un aggiustamento così grande sarebbe annunciato con anni di anticipo. Ciò consentirebbe transizioni attente e gestite.

Il dottor Matsakis ha suggerito che un‘“ora intercalare” potrebbe essere inserita intorno all’anno 2700. Ha spiegato che questo allineerebbe nuovamente l’UTC con il tempo solare. Questo approccio privilegia la stabilità del sistema rispetto all’esatto allineamento astronomico. È un compromesso pragmatico.

Gli scienziati del National Physical Laboratory (NPL) nel Regno Unito sostengono il cambiamento. La dottoressa Helen Margolis, esperta dell’NPL, ha affermato che il sistema attuale è “semplicemente troppo difficile”. Ha sottolineato i rischi operativi per le infrastrutture critiche. Questo passaggio al tempo continuo semplifica il coordinamento globale.

Questo nuovo approccio mostra una crescente dipendenza dal tempo atomico. I sistemi digitali richiedono soprattutto affidabilità e prevedibilità. L’allineamento astronomico rimane importante per specifiche applicazioni scientifiche. Ma non detterà più il tempo civile globale.

Domande frequenti

Cos’è un secondo intercalare? È un aggiustamento di un secondo aggiunto al Tempo Coordinato Universale (UTC). Mantiene l’UTC allineato con la rotazione irregolare della Terra. L’International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) li annuncia. Impediscono al tempo civile di allontanarsi troppo dal tempo solare.

Perché i secondi intercalari vengono aboliti? I secondi intercalari sono imprevedibili e causano significativi problemi tecnici ai sistemi digitali. La loro improvvisa inserzione può causare il crash dei server e interrompere importanti infrastrutture. Abolirli garantisce una scala temporale continua e stabile per i computer. Ciò migliora l’affidabilità della comunicazione e della navigazione globale.

La dottoressa Helen Margolis, esperta presso il National Physical Laboratory (NPL) nel Regno Unito, è una delle voci chiave a sostegno dell'abolizione dei secondi intercalari, affermando che il sistema attuale è "semplicemente troppo difficile" a causa dei rischi operativi per le infrastrutture critiche. (Illustrazione generata dall'IA)

Quando entrerà in vigore il cambiamento? L’ultimo secondo intercalare sarà inserito entro il 31 dicembre 2034. Dopo questa data, nessun altro secondo intercalare sarà aggiunto all’UTC. Il sistema funzionerà quindi continuamente. Questo concede alle organizzazioni oltre un decennio per prepararsi.

Come influenzerà la mia vita quotidiana? La maggior parte delle persone non noterà alcun cambiamento immediato. Gli orologi su telefoni e computer continueranno ad aggiornarsi automaticamente. La divergenza dal tempo solare sarà molto graduale. Eventuali aggiustamenti maggiori, come un‘“ora intercalare”, sono lontani secoli.

La nuova era del tempo

Gli orologi atomici diventano più precisi ogni anno. Gli orologi atomici ottici moderni sono molto più precisi degli attuali standard al cesio. Questi orologi avanzati potrebbero perdere solo un secondo in 30 miliardi di anni. Questa precisione apre nuove frontiere nella scienza.

Il National Institute of Standards and Technology (NIST) sviluppa orologi atomici di prossima generazione. Questi dispositivi potrebbero consentire nuove e notevoli misurazioni della gravità. Potrebbero anche testare teorie fondamentali della fisica. Questa ricerca guida l’evoluzione della misurazione del tempo.

Per le applicazioni pratiche, l’UTC continuo offre enormi vantaggi. I sistemi di navigazione satellitare saranno più stabili. Le transazioni finanziarie si baseranno su una sequenza temporale ininterrotta. Le reti di comunicazione globali opereranno con meno interruzioni.

Questa transizione mostra un cambiamento fondamentale nel nostro rapporto con il tempo. La civiltà umana un tempo si affidava solo alla posizione del Sole. Ora, l’infrastruttura digitale richiede precisione assoluta e prevedibilità. Gli orologi atomici sono diventati i giudici finali del tempo.

L’abolizione dei secondi intercalari mostra come l’ingegneria abbia dato priorità alla funzionalità della tecnologia moderna rispetto alla tradizione astronomica, ponendo di fatto la funzionalità della tecnologia moderna al primo posto. La decisione riflette un accordo globale sulla praticità. Ciò garantisce che il mondo digitale funzioni senza intoppi nel prossimo secolo.

Rimangono sfide future, specialmente per l’allineamento astronomico a lungo termine. Tuttavia, la soluzione attuale fornisce una base stabile. Consente a scienziati e ingegneri di pianificare la futura divergenza. Questo approccio pratico salvaguarda i sistemi globali per i decenni a venire.

Gli orologi atomici ottici moderni, come quelli studiati presso il NIST, rappresentano l'avanguardia della misurazione del tempo. Questi dispositivi avanzati sono così precisi che potrebbero perdere solo un secondo in 30 miliardi di anni, aprendo nuove frontiere nella scienza e nella tecnologia. (Fonte: nist.gov)

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