Abolito il “secondo intercalare” o leap second: perché si vuole cambiare la misurazione del tempo

Un gruppo internazionale di scienziati, diplomatici e cronometristi ha votato per abolire il secondo intercalare, utilizzato da oltre 50 anni per mantenere allineati il Tempo Coordinato Universale (UTC), cioè la scala temporale su cui si basano gli orologi di tutto il mondo, con il tempo astronomico, basato sulla velocità di rotazione della Terra.

Finora la normativa stabiliva che, non appena il tempo astronomico “ritardava” di almeno 1 secondo rispetto al tempo civile, si introduceva un secondo intercalare (in inglese leap second), cioè un minuto di 61 secondi che riallineasse i due conteggi del tempo. Gli “slot” preferenziali erano due all'anno: il 30 giugno e il 31 dicembre, sempre alle 23:59. L'ultimo secondo intercalare è stato introdotto il 31 dicembre 2016.

A partire dal 20 maggio 2027, quindi, l'UTC diventerà una scala temporale continua. Ma perché questa decisione arriva proprio ora?

Le ragioni sono principalmente due: i secondi intercalari, che sono imprevedibili per natura, creano innanzitutto problemi sempre maggiori alle infrastrutture digitali, ai sistemi di navigazione satellitare e alle telecomunicazioni, che dipendono da un flusso di tempo continuo e preciso. La seconda motivazione, invece, è più urgente: la rotazione terrestre sta accelerando e, per la prima volta nella storia, potrebbe essere necessario un secondo intercalare negativo (cioè togliere un secondo anziché aggiungerlo), un'operazione mai testata, con alcuni ingegneri che lo paragonano al millennium bug.

Cos'è il secondo intercalare, a cosa serviva e perché è stato abolito

Per capire meglio i motivi di questa decisione, dobbiamo sapere che esistono due modi diversi di misurare il tempo.

Il primo è il tempo astronomico, che si basa sulla rotazione della Terra sul proprio asse. In passato si usava il Sole come riferimento, mentre oggi si definisce attraverso la rotazione terrestre relativa ad oggetti distanti come quasar o galassie. Oggi questo tempo è noto ufficialmente come UT1 (Universal Time 1).

Il secondo, invece, è il tempo atomico. Nel 1955, il National Physical Laboratory britannico mise in funzione il primo orologio atomico al cesio. Questi strumenti misurano il tempo basandosi sulla frequenza di risonanza dell'atomo di cesio-133 e, nel corso dei decenni, la loro precisione è cresciuta enormemente: i modelli più avanzati oggi in uso hanno un margine di errore di circa un secondo nell’arco di 138 milioni di anni.

Il problema è che la rotazione della Terra è irregolare: rallenta gradualmente per effetto dell'attrazione gravitazionale della Luna, ma subisce anche aggiuntive variazioni dovute all'attività sismica, all'interazione nucleo-mantello terrestre, alla redistribuzione di massa dovuta ad esempio allo scioglimento dei ghiacci e alla variazione dei pattern atmosferici. Nella pratica, quindi, questo significa che il tempo misurato dagli orologi atomici e quello basato sulla rotazione terrestre si disallineano progressivamente.

Ecco perché, per conciliare queste due scale temporali, nel 1960 venne istituito il Tempo Coordinato Universale (UTC), poi riconosciuto ufficialmente come standard nel 1963. A questo punto, ogni volta che la differenza tra il tempo astronomico e il tempo coordinato universale superava gli 0,9 secondi, l'International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) annunciava l'inserimento di un secondo intercalare, con circa sei mesi di preavviso. La mezzanotte, invece di scattare dopo le 23:59:59, arrivava dopo le 23:59:60. In pratica, un minuto di 61 secondi.

Dal 1972 a oggi sono stati aggiunti 27 secondi intercalari, l'ultimo dei quali il 31 dicembre 2016. Oggi, però, gli scienziati hanno deciso di abolire questo meccanismo, per due motivi principali.

Il primo riguarda l'impatto sulla tecnologia moderna: i sistemi informatici più avanzati, infatti, hanno bisogno di un flusso di tempo continuo e prevedibile e l'inserimento di un secondo intercalare (per quanto raro e breve) ha causato problemi concreti nel corso degli anni. Ad esempio, piattaforme come Reddit e Cloudflare hanno subito interruzioni di servizio, alcune compagnie aeree hanno avuto difficoltà nella pianificazione dei voli e le transazioni finanziarie ad alta frequenza sono state complicate.

Il secondo motivo ha invece a che fare con la rotazione terrestre che, dal 2016, ha iniziato ad accelerare. Le proiezioni degli esperti hanno indicato una probabilità crescente di dover applicare per la prima volta un secondo intercalare negativo (cioè sottrarre un secondo, anziché aggiungerlo). Il Comitato Consultivo per il Tempo e le Frequenze (CCTF) ha stimato che questa probabilità avrebbe raggiunto il 30% entro il 2035.

Il problema è che un secondo negativo non è mai stato implementato nella storia dell'UTC: nessun sistema è stato progettato o testato per gestirlo e la preparazione necessaria richiederebbe investimenti paragonabili a quelli sostenuti per il cosiddetto “millennium bug”.

Cosa cambia adesso: dal leap second all'ora intercalare

A questo punto la domanda è: questo disallineamento non sarà più corretto?

Il Congresso Generale dei Pesi e delle Misure (CGPM) ha stabilito che, a partire dal 20 maggio 2027, l’UTC diventerà una scala temporale continua. Semplicemente, il nuovo limite massimo per la differenza tra il tempo astronomico (UT1) e il Tempo Coordinato Universale (UTC) è stato innalzato a 3.600 secondi, ovvero un'ora. Insomma, siamo passati dal "secondo intercalare" a quella che si potrebbe definire "ora intercalare": invece di correggere lo scarto di un secondo alla volta, si lascerà che la differenza si accumuli lentamente per secoli, fino a raggiungere al massimo un'ora.

E quanto tempo ci vorrà perché questo divario si accumuli? Secondo le stime degli scienziati, un'ora intercalare non sarà necessaria per oltre un migliaio di anni. Il testo della risoluzione BIPM parla di “continuità a lungo termine garantita per diversi secoli”. Questo significa, in termini pratici, che l'abolizione del secondo intercalare risolve il problema per un futuro estremamente lontano.

Di fatto, per la vita quotidiana delle persone non cambierà nulla, dato che lo scostamento tra UTC e UT1, che si accumula con estrema lentezza, resterà del tutto impercettibile nel corso di un'intera vita umana.

Chi avrà bisogno di conoscere il tempo astronomico con precisione (come gli astronomi per puntare i telescopi) potrà continuare a farlo. La risoluzione prevede che il BIPM collabori con l'IERS e con altri enti per continuare a monitorare e diffondere il valore aggiornato della differenza UT1-UTC, disponibile attraverso i messaggi di navigazione dei sistemi GNSS (Global Navigation Satellite Systems) e i servizi internet dell'IERS.

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