![NIMT
ศักดา สมกุล1 เทพบดินทร์ บริรักษ์อราวินทร์1,2 สมชาย น่วมเศรษฐี2 และทยาทิพย์ ทองตัน2
ห้องปฏิบัติการแม่เหล็กไฟฟ้า1 และ ห้องปฏิบัติการเวลาและความถี่2 สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ
Leap บSecondวินาที
การปรั เวลาเพิ่มขึ้น 1
ในวนที่ 1 กรกฎาคม 2555 เวลา 7.00 น.
ั และแต่ละชั่วโมงมีค่าเท่ากัน ท�ำให้มุมมองทาง
ตอนเชา ตามเวลาทองถนในประเทศไทยจะมการ
้ ้ ิ่ ี ด้านเวลาของมนุษย์เปลี่ยนไป ท�ำให้เราทราบว่า
ทดเวลาในการสอบเทียบหรือปรับเทียบไปอีก โลกหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วไม่คงที่และมี
1 วินาที หรือเรียกว่า “Leap Second” ที่ได้ แนวโน้มว่าจะช้าลงเรื่อยๆ [1] ขณะที่ในปัจจุบัน
ประกาศไว้ โ ดยส� ำ นั ก งานชั่ ง ตวงวั ด ระหว่ า ง เวลามาตรฐานโลกจากนาฬิกาอะตอมซีเซี่ยม
ประเทศ (Bureau International des Poids et (Atomic Cesium Clock) มีความเที่ยงตรงสูง
Measures : BIPM) ซึ่งเป็นหน่วยงานที่ท�ำหน้าที่ มาก ดังนั้นจึงจ�ำเป็นต้องมีวิธีการที่ท�ำให้เวลา 23
ปัจจุบันระบบการวัดเวลา
May-June 2012/Vol.14, No.67
รักษาเวลามาตรฐานโลก บทความนี้จึงจะกล่าว มาตรฐานโลกสอดคล้องกับการหมุนของโลกที่
ถึงที่มาที่ไปของการทดเวลานี้ว่าท�ำไมต้องมีการ เรียกว่า “วินาทีทด (Leap Second)” นั่นเอง สามารถแบ ่ ง ออกได ้ เ ป ็ น
ทดเวลา 1 วินาที และอนาคตของวินาทีทดนี้จะ 2 ระบบ คื อ เวลาสุ ริ ย ะ
เป็นอย่างไร Time Scale (Solar Time) และ เวลา
ก่อนที่จะลงรายละเอียดในเรื่องของ จากนาฬิกาอะตอมซีเซี่ยม
วิวัฒนาการทางด้านเวลา วินาทีทด เราควรรู้พื้นฐานของระบบเวลาที่ใช้ (Atomic Cesium Time)
ในอดีตเวลา 1 วัน ของมนุษย์นั้น จะ บนโลกกั น ก ่ อ น ป ั จ จุ บั น ระบบการวั ด เวลา
เป็นการสังเกตการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์และ สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ระบบ คือ เวลาสุริยะ
ดวงดาวตางๆ บนทองฟา โดยอาศยตำแหนงของ
่ ้ ้ ั � ่ (Solar Time) และ เวลาจากนาฬกาอะตอมซเี ซยม
ิ ี่
ดวงดาวและเงาของดวงอาทิ ต ย์ ที่ ท อดลงบน (Atomic Cesium Time)
นาฬกาแดดเปนเครองบอกเวลา ซงเวลาในแตละที่
ิ ็ ื่ ึ่ ่ • เวลาสุริยะ คือ เวลาที่โลกใช้หมุน
บนโลก กจะมคาไมเ่ ทากนและยงเปลยนแปลงไป
็ ี ่ ่ ั ั ี่ รอบตัวเองในหนึ่งรอบโดยเริ่มนับตั้งแต่เที่ยงคืน
ตามฤดกาล จนกระทง ค.ศ. 14 ไดมการประดษฐ์
ู ั่ ้ ี ิ ซึ่งเรียกอย่างย่อว่า UT1 (Universal Time ที่ขึ้น
นาฬิ ก าลู ก ตุ ้ ม ที่ แ บ่ ง ออกเป็ น 24 ชั่ ว โมง อยู ่ กั บ การหมุ น ของโลก) โดยที่ ห น ่ ว ยงาน](https://image.slidesharecdn.com/pagesfrommetrology67-8-120514033307-phpapp02/85/Leap-Second-1-1-320.jpg)
![IERS
UT1 (Earth Rotation)
National Time Institutes Set leap seconds
BIPM
~ 400 atom clocks from Weighted average International
around 70 labs Atomic Time (TAI)
Coordinated
Universal Time (UTC)
NIMT
+ 7 hours
Thailand UTC (NIMT)
Standard Time
รูปที่ 1 แผนภูมิแสดงระบบเวลามาตรฐาน [3]
24
International Earth Rotation Service (IERS) หน่วยวัดสากล (SI Units) คือ ระยะเวลาเท่ากับ
ท�ำหน้าที่ค�ำนวณหาเวลาที่โลกหมุนรอบตัวเอง 9 192 631 770 คาบของการแผ่รังสีที่สมนัยกับ
May-June 2012/Vol.14, No.67
โดยใช้ ผ ลการวั ด การหมุ น ของโลกเที ย บกั บ การเปลี่ ย นระดั บ ไฮเปอร์ ไ ฟน์ ส องระดั บ ของ
ต�ำแหน่งของดวงดาวบนท้องฟ้าที่เส้น Meridian อะตอมแร่ซีเซี่ยม133 อะตอม (Cs133) ในฐานะ
ที่ตั้งอยู่ที่เมืองกรีนิช (Greenwich) ในประเทศ พื้นฐาน ปัจจุบันนาฬิกาอะตอมซีเซี่ยมมีความ
อังกฤษเป็นจุดอ้างอิง [1] เทยงตรงสงมาก โดยมคาผดพลาดอยที่ 1 วนาที
ี่ ู ี ่ ิ ู่ ิ
• เวลาจากนาฬิกาอะตอมซีเซี่ยม ต่อ 60 ล้านปี ข้อดีที่ส�ำคัญอีกประการหนึ่งของ
คือ มาตรฐานทางด้านเวลาและความถี่ที่ใช้ใน นาฬกาอะตอมซเี ซยม คอ สามารถถายทอดเวลา
ิ ี่ ื ่
ปจจบน โดยมนยามของวนาที (Second, s) ตาม
ั ุ ั ี ิ ิ มาตรฐานผ่ า นทางระบบดาวเที ย มน� ำ ร่ อ ง
(Global Navigation Satellite System: GNSS)
เช ่ น ระบบ GPS ของสหรั ฐ อเมริ ก า และ
GLONASS ของรั ส เซี ย การถ่ า ยทอดเวลา
มาตรฐานสามารถแสดงได ้ ดั ง รู ป ที่ 1 ที่ มี
ส�ำนักงานชั่งตวงวัดระหว่างประเทศ (BIPM) ท�ำ
หนาทรวบรวมเวลามาตรฐานจากนาฬกาอะตอม
้ ี่ ิ
ซีเซียมมากกว่า 400 เครื่อง ที่ตั้งอยู่ตามสถาบัน
มาตรวทยาของประเทศตางๆ จำนวน 70 ประเทศ
ิ ่ �
[2] รวมทั้ ง สถาบั น มาตรวิ ท ยาแห ่ ง ชาติ
ประเทศไทย โดยผานทางระบบดาวเทยม GNSS
่ ี
เพื่อค�ำนวณหาเวลาที่ใช้อ้างอิงระหว่างประเทศ
TAI (International Atomic Time) เมื่อน�ำเวลา
TAI บวกรวมกับวินาทีทดเพื่อให้สอดคล้องกับ
เวลาที่ ไ ด ้ จ ากการโคจรของโลก จะได ้ เ วลา
มาตรฐานกลางของโลก UTC (Coordinated
Universal Time) ซึ่งเริ่มใช้งานนับตั้งแต่ ปี ค.ศ.
1972](https://image.slidesharecdn.com/pagesfrommetrology67-8-120514033307-phpapp02/85/Leap-Second-1-2-320.jpg)
![ท�ำไมต้องมีวินาทีทด จนกระทั่ ง เวลาพระอาทิ ต ย ์ ขึ้ น ลงเปลี่ ย นไป
หลั ง จากที่ มี ก ารคิ ด ค้ น นาฬิ ก า ส�ำนักงานชั่งตวงวัดระหว่างประเทศ (BIPM)
ตุ้มนำหนกซงไมไดอาศยการโคจรของโลก ทำให้
�้ ั ึ่ ่ ้ ั � มีหน้าที่ในการรักษาเวลามาตรฐาน UTC ให้
ค้นพบว่าโลกหมุนรอบตัวเองช้าลงเรื่อยๆ ซึ่ง สอดคล้องกับความเป็นจริงตามธรรมชาติ โดย
ตลอด 2,000 ปี ที่ผ่านมาโลกได้หมุนช้าลงไป 3 การเพิ่ ม หรื อ ลดวิ น าที ท ดนี้ เ ข ้ า ไปในเวลา
ชั่วโมง เนื่องมาจากแรงต้านของน�้ำขึ้นน�้ำลง ซึ่ง มาตรฐาน UTC ดงแผนภมในรปที่ 1 ถาไมมวนาที
ั ู ิ ู ้ ่ ีิ
พบวาพลงงานทสญเสยไปในมหาสมทรเนองมา
่ ั ี่ ู ี ุ ื่ ทดนี้จะท�ำให้ความแตกต่างของเวลามาตรฐาน
จากแรงต้านของน�้ำขึ้นน�้ำลง (Tidal Friction) UTC กั บ เวลาที่ โ ลกหมุ น รอบตั ว เองเป็ น หนึ่ ง
สอดคล้องกับเวลาที่โลกใช้หมุนรอบตัวเอง [4] ชั่วโมงเมื่อผ่านไป 550 ปี ในการตัดสินใจว่าจะ
ในการศกษาจากวงรอบปซากฟอลซลปะการงยง
ึ ี ิ ั ั เพิ่ ม หรื อ ลดวิ น าที ท ดนี้ เ มื่ อ ใดเป ็ น หน ้ า ที่ ข อง
แสดงใหเ้ หนวาเมอประมาณ 370 ลานปทผานมา
็ ่ ื่ ้ ี ี่ ่ International Earth Rotation Service โดยให้
โลกหมุนรอบตัวเอง 385-410 รอบต่อการโคจร ผลต่ า งระหว่ า งเวลาระบบสุ ริ ย ะกั บ เวลา
รอบดวงอาทิ ต ย ์ [4] นอกจากนี้ ก ารเปลี่ ย น มาตรฐาน UTC ไม่เกิน 0.9 วินาที (|UT1 – UTC
ตำแหนงเพยงเลกนอยของดวงจนทร์ ดวงอาทตย์
� ่ ี ็ ้ ั ิ |< 0.9 s) ดังนั้น วินาทีทดนี้จึงสามารถเป็นไปได้
ดาวเสาร์ และดาวพฤหัส ก็ท�ำให้ความเร็วในการ ทั้งค่าบวกและลบ แต่อดีตที่ผ่านมานับตั้งแต่
หมุนรอบตัวเองของโลกเปลี่ยนไปได้เช่นกัน ถกนำมาใชครงแรก ตงแตปี ค.ศ. 1972 วนาททด
ู � ้ ั้ ั้ ่ ิ ี
เมื่อเวลาที่โลกใช้หมุนรอบตัวเองมีค่า มีค่าเป็นบวกทั้งสิ้น ดังแสดงในรูปที่ 2 [1]
ไม่คงที่ และมีแนวโน้มว่าจะใช้เวลานานขึ้น แต่ International Earth Rotation Service
ในทางตรงกันข้ามเวลามาตรฐาน UTC ที่ได้จาก จะมีการประกาศทุกปีๆ ละ 2 ครั้ง ว่าจะมีการ
นาฬิกาอะตอมซีเซี่ยมนั้นมีความถูกต้องและ ชดเชยวนาททดหรอไม่ การทดเวลานไมเ่ หมอน
ิ ี ื ี้ ื 25
May-June 2012/Vol.14, No.67
เที่ยงตรงสูงมาก ดังนั้นความแตกต่างระหว่าง กับการเพิ่มวันที่ 29 กุมภาพันธ์ของปีที่เรียกว่า
มาตรฐาน UTC เมื่อเทียบกับเวลาก็จะมากขึ้น “Leap Year” เพราะวนาททดจะเกดขนพรอมกน
ิ ี ิ ึ้ ้ ั
รูปที่ 2 ผลต่างระหว่างเวลาโคจรรอบตัวเองของโลกและเวลามาตรฐานกลางของโลก (UT1-UTC) [6]](https://image.slidesharecdn.com/pagesfrommetrology67-8-120514033307-phpapp02/85/Leap-Second-1-3-320.jpg)
![อนาคตของวินาทีทด เอกสารอ้างอิง
ถึงแม้ว่าข้อดีของวินาทีทดท�ำให้เวลา [1] Nelson R. A., McCarthy, Malys S., Levine
มาตรฐาน UTC สอดคล้ อ งกั บ การหมุ น รอบ J., Guinot B., Fliegel H. F., Beard R. L., and
ตั ว เองของโลก แต่ เ นื่ อ งจากปั จ จุ บั น ระบบ Bartholomew, Metrologia, 2001, 38, 509-529.
คอมพิ ว เตอร ์ ข องธุ ร กิ จ ต ่ า งๆ เช ่ น ธนาคาร [2] BIPM Annual Report on Time Activities,
ส่วนใหญ่จะมีการเชื่อมต่อทางอินเตอร์เน็ต และ Volume 5, 2010, http://www.bipm.org/utils/
ระบบสื่อสารระหว่างประเทศส่วนใหญ่ ซึ่งเมื่อ en/pdf/time_ann_rep/Time_annual_
การความผิ ด พลาดเพี ย งเสี้ ย ววิ น าที ก็ อ าจจะ report_2010.pdf
สงผลกระทบตอเงนจำนวนมหาศาล ดงนน Time
่ ่ ิ � ั ั้ [3] เวลามาตรฐาน, http://www.nimt.or.th/
Synchronization จึงเป็นสิ่งส�ำคัญ แต่เนื่องจาก nimt/Service/index.php?menuName=time
ระยะเวลาของการทดเวลานเี้ กดขนไมแนนอนขน ิ ึ้ ่ ่ ึ้ [4] Yoder C. F., Williams J. G., Dickey J. O.,
อยู่กับการหมุนรอบตัวเองของโลก ซึ่งอาจจะ Schutz B. E., Eanes R. J., Tapley B. D.,
ท�ำให้ระบบ Time Synchronization หลุดออก Nature, 1983, 303, 757- 762.
จากกันได้ นอกจากนั้นระบบคอมพิวเตอร์อาจ [5] Wells J. W., Nature, 1963, 197, 948-950.
จะเกดมปญหาเมอเวลาในระบบเปลยนจาก “59 s”
ิ ี ั ื่ ี่ [6] Leap Second, http://en.wikipedia.org/
เปน “60 s” อกดวย ดงนนจงไดมการเสนอวธการ
็ ี ้ ั ั้ ึ ้ ี ิี wiki/Leap_second
หลากหลายเพื่อให้เวลามาตรฐานสอดคล้องกับ [7] International Telecommunications Union
การหมุนรอบตัวเองของโลกขึ้น [1] ตัวอย่างเช่น Newsroom, http://www.itu.int/net/pressoffice/
- เพิ่ ม ส่ ว นต่ า งระหว่ า งเวลาหมุ น press_releases/2012/03.aspx
รอบตัวเองของโลกกับเวลามาตรฐาน UTC วิธีนี้ 27
May-June 2012/Vol.14, No.67
ทำใหลดจำนวนครงในการทดเวลา ซงอาจจะเปน
� ้ � ั้ ึ่ ็
“นาทีทด (Leap Minute)” แทน วินาทีทด
- ก�ำหนดระยะเวลาที่แน่นอนในการ
ทดเวลา ซึ่งมีข้อดีคือเราสามารถทราบเวลาที่
แนนอนในการทดเวลา เชน ทกวนที่ 29 กมภาพนธ์
่ ่ ุ ั ุ ั
แตอยางไรกตามจำนวนวนาททถกทดเพมเขาไป
่ ่ ็ � ิ ี ี่ ู ิ่ ้
ในเวลามาตรฐาน UTC อาจจะมากกว่า 1 วินาที
ตามสภาวะการหมุนรอบตัวเองของโลกในช่วง
เวลานั้น
- ในการยกเลิกวินาทีทดโดยใช้เวลา
มาตรฐาน UTC ในปจจบนซงไมมการทดเวลาตอ ั ุ ั ึ่ ่ ี ่
ไปเรื่อยๆ เมื่อสิ้นสุดศตวรรตที่ 21 คาดว่าความ
แตกตางระหวางเวลาหมนรอบตวเองของโลกกบ
่ ่ ุ ั ั
เวลามาตรฐาน UTC จะเป็น 2.5 นาที ซึ่งไม่มี
นัยส�ำคัญเมื่อเทียบกับเวลาที่แตกแต่งระหว่าง?
Time Zone และการปรับเวลาในช่วงหน้าหนาว
1 ชั่งโมง ส�ำหรับ Daylight Saving
อ ย ่ า ง ไ ร ก็ ต า ม ใ น ที่ ป ร ะ ชุ ม ข อ ง
Radiocommunication Sector of the
International Telecommunications Union
(ITU-R) เมื่อเดือนมกราคม 2555 (ค.ศ. 2012)
ได้ชะลอการตัดสินว่าจะยกเลิกวินาทีทดหรือไม่
จนกระทั่งการประชุมครั้งถัดไปในปี ค.ศ. 2015
เพอศกษาผลกระทบตอการยกเลกวนาททดอยาง
ื่ ึ ่ ิ ิ ี ่
ละเอยด [7] โดยที่ ITU-R เปนหนวยงานทกำหนด
ี ็ ่ ี่ �
นิยามของเวลามาตรฐาน UTC](https://image.slidesharecdn.com/pagesfrommetrology67-8-120514033307-phpapp02/85/Leap-Second-1-5-320.jpg)
Leap Second การปรับเวลาเพิ่มขึ้น 1 วินาที
- 1. NIMT ศักดา สมกุล1 เทพบดินทร์ บริรักษ์อราวินทร์1,2 สมชาย น่วมเศรษฐี2 และทยาทิพย์ ทองตัน2 ห้องปฏิบัติการแม่เหล็กไฟฟ้า1 และ ห้องปฏิบัติการเวลาและความถี่2 สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ Leap บSecondวินาที การปรั เวลาเพิ่มขึ้น 1 ในวนที่ 1 กรกฎาคม 2555 เวลา 7.00 น. ั และแต่ละชั่วโมงมีค่าเท่ากัน ท�ำให้มุมมองทาง ตอนเชา ตามเวลาทองถนในประเทศไทยจะมการ ้ ้ ิ่ ี ด้านเวลาของมนุษย์เปลี่ยนไป ท�ำให้เราทราบว่า ทดเวลาในการสอบเทียบหรือปรับเทียบไปอีก โลกหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วไม่คงที่และมี 1 วินาที หรือเรียกว่า “Leap Second” ที่ได้ แนวโน้มว่าจะช้าลงเรื่อยๆ [1] ขณะที่ในปัจจุบัน ประกาศไว้ โ ดยส� ำ นั ก งานชั่ ง ตวงวั ด ระหว่ า ง เวลามาตรฐานโลกจากนาฬิกาอะตอมซีเซี่ยม ประเทศ (Bureau International des Poids et (Atomic Cesium Clock) มีความเที่ยงตรงสูง Measures : BIPM) ซึ่งเป็นหน่วยงานที่ท�ำหน้าที่ มาก ดังนั้นจึงจ�ำเป็นต้องมีวิธีการที่ท�ำให้เวลา 23 ปัจจุบันระบบการวัดเวลา May-June 2012/Vol.14, No.67 รักษาเวลามาตรฐานโลก บทความนี้จึงจะกล่าว มาตรฐานโลกสอดคล้องกับการหมุนของโลกที่ ถึงที่มาที่ไปของการทดเวลานี้ว่าท�ำไมต้องมีการ เรียกว่า “วินาทีทด (Leap Second)” นั่นเอง สามารถแบ ่ ง ออกได ้ เ ป ็ น ทดเวลา 1 วินาที และอนาคตของวินาทีทดนี้จะ 2 ระบบ คื อ เวลาสุ ริ ย ะ เป็นอย่างไร Time Scale (Solar Time) และ เวลา ก่อนที่จะลงรายละเอียดในเรื่องของ จากนาฬิกาอะตอมซีเซี่ยม วิวัฒนาการทางด้านเวลา วินาทีทด เราควรรู้พื้นฐานของระบบเวลาที่ใช้ (Atomic Cesium Time) ในอดีตเวลา 1 วัน ของมนุษย์นั้น จะ บนโลกกั น ก ่ อ น ป ั จ จุ บั น ระบบการวั ด เวลา เป็นการสังเกตการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์และ สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ระบบ คือ เวลาสุริยะ ดวงดาวตางๆ บนทองฟา โดยอาศยตำแหนงของ ่ ้ ้ ั � ่ (Solar Time) และ เวลาจากนาฬกาอะตอมซเี ซยม ิ ี่ ดวงดาวและเงาของดวงอาทิ ต ย์ ที่ ท อดลงบน (Atomic Cesium Time) นาฬกาแดดเปนเครองบอกเวลา ซงเวลาในแตละที่ ิ ็ ื่ ึ่ ่ • เวลาสุริยะ คือ เวลาที่โลกใช้หมุน บนโลก กจะมคาไมเ่ ทากนและยงเปลยนแปลงไป ็ ี ่ ่ ั ั ี่ รอบตัวเองในหนึ่งรอบโดยเริ่มนับตั้งแต่เที่ยงคืน ตามฤดกาล จนกระทง ค.ศ. 14 ไดมการประดษฐ์ ู ั่ ้ ี ิ ซึ่งเรียกอย่างย่อว่า UT1 (Universal Time ที่ขึ้น นาฬิ ก าลู ก ตุ ้ ม ที่ แ บ่ ง ออกเป็ น 24 ชั่ ว โมง อยู ่ กั บ การหมุ น ของโลก) โดยที่ ห น ่ ว ยงาน
- 2. IERS UT1 (Earth Rotation) National Time Institutes Set leap seconds BIPM ~ 400 atom clocks from Weighted average International around 70 labs Atomic Time (TAI) Coordinated Universal Time (UTC) NIMT + 7 hours Thailand UTC (NIMT) Standard Time รูปที่ 1 แผนภูมิแสดงระบบเวลามาตรฐาน [3] 24 International Earth Rotation Service (IERS) หน่วยวัดสากล (SI Units) คือ ระยะเวลาเท่ากับ ท�ำหน้าที่ค�ำนวณหาเวลาที่โลกหมุนรอบตัวเอง 9 192 631 770 คาบของการแผ่รังสีที่สมนัยกับ May-June 2012/Vol.14, No.67 โดยใช้ ผ ลการวั ด การหมุ น ของโลกเที ย บกั บ การเปลี่ ย นระดั บ ไฮเปอร์ ไ ฟน์ ส องระดั บ ของ ต�ำแหน่งของดวงดาวบนท้องฟ้าที่เส้น Meridian อะตอมแร่ซีเซี่ยม133 อะตอม (Cs133) ในฐานะ ที่ตั้งอยู่ที่เมืองกรีนิช (Greenwich) ในประเทศ พื้นฐาน ปัจจุบันนาฬิกาอะตอมซีเซี่ยมมีความ อังกฤษเป็นจุดอ้างอิง [1] เทยงตรงสงมาก โดยมคาผดพลาดอยที่ 1 วนาที ี่ ู ี ่ ิ ู่ ิ • เวลาจากนาฬิกาอะตอมซีเซี่ยม ต่อ 60 ล้านปี ข้อดีที่ส�ำคัญอีกประการหนึ่งของ คือ มาตรฐานทางด้านเวลาและความถี่ที่ใช้ใน นาฬกาอะตอมซเี ซยม คอ สามารถถายทอดเวลา ิ ี่ ื ่ ปจจบน โดยมนยามของวนาที (Second, s) ตาม ั ุ ั ี ิ ิ มาตรฐานผ่ า นทางระบบดาวเที ย มน� ำ ร่ อ ง (Global Navigation Satellite System: GNSS) เช ่ น ระบบ GPS ของสหรั ฐ อเมริ ก า และ GLONASS ของรั ส เซี ย การถ่ า ยทอดเวลา มาตรฐานสามารถแสดงได ้ ดั ง รู ป ที่ 1 ที่ มี ส�ำนักงานชั่งตวงวัดระหว่างประเทศ (BIPM) ท�ำ หนาทรวบรวมเวลามาตรฐานจากนาฬกาอะตอม ้ ี่ ิ ซีเซียมมากกว่า 400 เครื่อง ที่ตั้งอยู่ตามสถาบัน มาตรวทยาของประเทศตางๆ จำนวน 70 ประเทศ ิ ่ � [2] รวมทั้ ง สถาบั น มาตรวิ ท ยาแห ่ ง ชาติ ประเทศไทย โดยผานทางระบบดาวเทยม GNSS ่ ี เพื่อค�ำนวณหาเวลาที่ใช้อ้างอิงระหว่างประเทศ TAI (International Atomic Time) เมื่อน�ำเวลา TAI บวกรวมกับวินาทีทดเพื่อให้สอดคล้องกับ เวลาที่ ไ ด ้ จ ากการโคจรของโลก จะได ้ เ วลา มาตรฐานกลางของโลก UTC (Coordinated Universal Time) ซึ่งเริ่มใช้งานนับตั้งแต่ ปี ค.ศ. 1972
- 3. ท�ำไมต้องมีวินาทีทด จนกระทั่ ง เวลาพระอาทิ ต ย ์ ขึ้ น ลงเปลี่ ย นไป หลั ง จากที่ มี ก ารคิ ด ค้ น นาฬิ ก า ส�ำนักงานชั่งตวงวัดระหว่างประเทศ (BIPM) ตุ้มนำหนกซงไมไดอาศยการโคจรของโลก ทำให้ �้ ั ึ่ ่ ้ ั � มีหน้าที่ในการรักษาเวลามาตรฐาน UTC ให้ ค้นพบว่าโลกหมุนรอบตัวเองช้าลงเรื่อยๆ ซึ่ง สอดคล้องกับความเป็นจริงตามธรรมชาติ โดย ตลอด 2,000 ปี ที่ผ่านมาโลกได้หมุนช้าลงไป 3 การเพิ่ ม หรื อ ลดวิ น าที ท ดนี้ เ ข ้ า ไปในเวลา ชั่วโมง เนื่องมาจากแรงต้านของน�้ำขึ้นน�้ำลง ซึ่ง มาตรฐาน UTC ดงแผนภมในรปที่ 1 ถาไมมวนาที ั ู ิ ู ้ ่ ีิ พบวาพลงงานทสญเสยไปในมหาสมทรเนองมา ่ ั ี่ ู ี ุ ื่ ทดนี้จะท�ำให้ความแตกต่างของเวลามาตรฐาน จากแรงต้านของน�้ำขึ้นน�้ำลง (Tidal Friction) UTC กั บ เวลาที่ โ ลกหมุ น รอบตั ว เองเป็ น หนึ่ ง สอดคล้องกับเวลาที่โลกใช้หมุนรอบตัวเอง [4] ชั่วโมงเมื่อผ่านไป 550 ปี ในการตัดสินใจว่าจะ ในการศกษาจากวงรอบปซากฟอลซลปะการงยง ึ ี ิ ั ั เพิ่ ม หรื อ ลดวิ น าที ท ดนี้ เ มื่ อ ใดเป ็ น หน ้ า ที่ ข อง แสดงใหเ้ หนวาเมอประมาณ 370 ลานปทผานมา ็ ่ ื่ ้ ี ี่ ่ International Earth Rotation Service โดยให้ โลกหมุนรอบตัวเอง 385-410 รอบต่อการโคจร ผลต่ า งระหว่ า งเวลาระบบสุ ริ ย ะกั บ เวลา รอบดวงอาทิ ต ย ์ [4] นอกจากนี้ ก ารเปลี่ ย น มาตรฐาน UTC ไม่เกิน 0.9 วินาที (|UT1 – UTC ตำแหนงเพยงเลกนอยของดวงจนทร์ ดวงอาทตย์ � ่ ี ็ ้ ั ิ |< 0.9 s) ดังนั้น วินาทีทดนี้จึงสามารถเป็นไปได้ ดาวเสาร์ และดาวพฤหัส ก็ท�ำให้ความเร็วในการ ทั้งค่าบวกและลบ แต่อดีตที่ผ่านมานับตั้งแต่ หมุนรอบตัวเองของโลกเปลี่ยนไปได้เช่นกัน ถกนำมาใชครงแรก ตงแตปี ค.ศ. 1972 วนาททด ู � ้ ั้ ั้ ่ ิ ี เมื่อเวลาที่โลกใช้หมุนรอบตัวเองมีค่า มีค่าเป็นบวกทั้งสิ้น ดังแสดงในรูปที่ 2 [1] ไม่คงที่ และมีแนวโน้มว่าจะใช้เวลานานขึ้น แต่ International Earth Rotation Service ในทางตรงกันข้ามเวลามาตรฐาน UTC ที่ได้จาก จะมีการประกาศทุกปีๆ ละ 2 ครั้ง ว่าจะมีการ นาฬิกาอะตอมซีเซี่ยมนั้นมีความถูกต้องและ ชดเชยวนาททดหรอไม่ การทดเวลานไมเ่ หมอน ิ ี ื ี้ ื 25 May-June 2012/Vol.14, No.67 เที่ยงตรงสูงมาก ดังนั้นความแตกต่างระหว่าง กับการเพิ่มวันที่ 29 กุมภาพันธ์ของปีที่เรียกว่า มาตรฐาน UTC เมื่อเทียบกับเวลาก็จะมากขึ้น “Leap Year” เพราะวนาททดจะเกดขนพรอมกน ิ ี ิ ึ้ ้ ั รูปที่ 2 ผลต่างระหว่างเวลาโคจรรอบตัวเองของโลกและเวลามาตรฐานกลางของโลก (UT1-UTC) [6]
- 4. 26 ทั่วโลกตอนเที่ยงคืนตามเวลามาตรฐาน UTC ในวันที่ 30 มิถุนายน และ 31 ธันวาคม เช่น วินาทีทด May-June 2012/Vol.14, No.67 ทเี่ กดขนเวลาเทยงคนของวนที่ 31 ธนวาคม ในประเทศองกฤษ แตในประเทศไทยจะตรงกบเวลา 7.00 น. ิ ึ้ ี่ ื ั ั ั ่ ั ของวันที่ 1 มกราคม ตามเวลาประเทศไทย ในกรณีที่วินาทีทดเป็นบวกนาฬิกาที่รองรับวินาทีทดอาจจะแสดงผล ดังนี้ 23h 59m 59s -> 23h 59m 60s -> 00h 00m 00s แต่ถ้าวินาทีทดเป็นลบการแสดงผลของนาฬิกาก็จะกระโดดจาก ดังนี้ 23h 59m 58s -> 00h 00m 00s ซึ่งจะตรงกับความหมายของค�ำว่า “Leap” มากที่สุด การทดเวลาครั้งถัดไปจะเกิดขึ้นตอน เที่ยงคืนตามเวลามาตรฐาน UTC ในวันที่ 30 มิถุนายน 2555 ซึ่งจะตรงกับเวลา 7.00 น. วันที่ 1 กรกฎาคม 2555 ตามเวลาท้องถิ่นของประเทศไทย ประโยชน์ของ Leap Second ประโยชน์อันดับแรกที่ใกล้ตัวเรามากที่สุด คือ เวลามาตรฐานที่เราใช้ในชีวิตประจ�ำวัน สอดคล้องกับการหมุนรอบตัวเองของโลก ถ้าไม่มีวินาทีทดนี้จะท�ำให้ผลต่างของเวลาที่โลกหมุนรอบ ตวเองกบเวลามาตรฐาน UTC เปนหนงชวโมงเมอผานไป 550 ปี นนหมายความวาพระอาทตยจะขน ั ั ็ ึ่ ั่ ื่ ่ ั่ ่ ิ ์ ึ้ เร็วกว่าในปัจจุบัน 1 ชั่วโมง นอกจากนนในปจจบนนกดาราศาสตรและเจาหนาทภาคพนดนของสถานดาวเทยมใชเ้ วลา ั้ ั ุ ั ั ์ ้ ้ ี่ ื้ ิ ี ี มาตรฐาน UTC จากทางดาวเทยมในการประมาณเวลาทโลกหมนรอบตวเองเพอใชในการหาตำแหนง ี ี่ ุ ั ื่ ้ � ่ บนพื้นโลก ซึ่งในปัจจุบันผลต่างระหว่างเวลาทั้งสองถูกรักษาให้ไม่เกิน 1 วินาที แต่ถ้าไม่มีการชดเชย วินาทีทดนี้จะท�ำให้ผลต่างระหว่างเวลาที่โลกหมุนรอบตัวเองกับเวลามาตรฐาน UTC มีค่ามากเกิน กว่า 1 วินาที ท�ำให้มีความยุ่งยากที่จะไปแก้ไขรูปแบบการส่งข้อมูลและโปรแกรมคอมพิวเตอร์ของ ระบบสื่อสาร
- 5. อนาคตของวินาทีทด เอกสารอ้างอิง ถึงแม้ว่าข้อดีของวินาทีทดท�ำให้เวลา [1] Nelson R. A., McCarthy, Malys S., Levine มาตรฐาน UTC สอดคล้ อ งกั บ การหมุ น รอบ J., Guinot B., Fliegel H. F., Beard R. L., and ตั ว เองของโลก แต่ เ นื่ อ งจากปั จ จุ บั น ระบบ Bartholomew, Metrologia, 2001, 38, 509-529. คอมพิ ว เตอร ์ ข องธุ ร กิ จ ต ่ า งๆ เช ่ น ธนาคาร [2] BIPM Annual Report on Time Activities, ส่วนใหญ่จะมีการเชื่อมต่อทางอินเตอร์เน็ต และ Volume 5, 2010, http://www.bipm.org/utils/ ระบบสื่อสารระหว่างประเทศส่วนใหญ่ ซึ่งเมื่อ en/pdf/time_ann_rep/Time_annual_ การความผิ ด พลาดเพี ย งเสี้ ย ววิ น าที ก็ อ าจจะ report_2010.pdf สงผลกระทบตอเงนจำนวนมหาศาล ดงนน Time ่ ่ ิ � ั ั้ [3] เวลามาตรฐาน, http://www.nimt.or.th/ Synchronization จึงเป็นสิ่งส�ำคัญ แต่เนื่องจาก nimt/Service/index.php?menuName=time ระยะเวลาของการทดเวลานเี้ กดขนไมแนนอนขน ิ ึ้ ่ ่ ึ้ [4] Yoder C. F., Williams J. G., Dickey J. O., อยู่กับการหมุนรอบตัวเองของโลก ซึ่งอาจจะ Schutz B. E., Eanes R. J., Tapley B. D., ท�ำให้ระบบ Time Synchronization หลุดออก Nature, 1983, 303, 757- 762. จากกันได้ นอกจากนั้นระบบคอมพิวเตอร์อาจ [5] Wells J. W., Nature, 1963, 197, 948-950. จะเกดมปญหาเมอเวลาในระบบเปลยนจาก “59 s” ิ ี ั ื่ ี่ [6] Leap Second, http://en.wikipedia.org/ เปน “60 s” อกดวย ดงนนจงไดมการเสนอวธการ ็ ี ้ ั ั้ ึ ้ ี ิี wiki/Leap_second หลากหลายเพื่อให้เวลามาตรฐานสอดคล้องกับ [7] International Telecommunications Union การหมุนรอบตัวเองของโลกขึ้น [1] ตัวอย่างเช่น Newsroom, http://www.itu.int/net/pressoffice/ - เพิ่ ม ส่ ว นต่ า งระหว่ า งเวลาหมุ น press_releases/2012/03.aspx รอบตัวเองของโลกกับเวลามาตรฐาน UTC วิธีนี้ 27 May-June 2012/Vol.14, No.67 ทำใหลดจำนวนครงในการทดเวลา ซงอาจจะเปน � ้ � ั้ ึ่ ็ “นาทีทด (Leap Minute)” แทน วินาทีทด - ก�ำหนดระยะเวลาที่แน่นอนในการ ทดเวลา ซึ่งมีข้อดีคือเราสามารถทราบเวลาที่ แนนอนในการทดเวลา เชน ทกวนที่ 29 กมภาพนธ์ ่ ่ ุ ั ุ ั แตอยางไรกตามจำนวนวนาททถกทดเพมเขาไป ่ ่ ็ � ิ ี ี่ ู ิ่ ้ ในเวลามาตรฐาน UTC อาจจะมากกว่า 1 วินาที ตามสภาวะการหมุนรอบตัวเองของโลกในช่วง เวลานั้น - ในการยกเลิกวินาทีทดโดยใช้เวลา มาตรฐาน UTC ในปจจบนซงไมมการทดเวลาตอ ั ุ ั ึ่ ่ ี ่ ไปเรื่อยๆ เมื่อสิ้นสุดศตวรรตที่ 21 คาดว่าความ แตกตางระหวางเวลาหมนรอบตวเองของโลกกบ ่ ่ ุ ั ั เวลามาตรฐาน UTC จะเป็น 2.5 นาที ซึ่งไม่มี นัยส�ำคัญเมื่อเทียบกับเวลาที่แตกแต่งระหว่าง? Time Zone และการปรับเวลาในช่วงหน้าหนาว 1 ชั่งโมง ส�ำหรับ Daylight Saving อ ย ่ า ง ไ ร ก็ ต า ม ใ น ที่ ป ร ะ ชุ ม ข อ ง Radiocommunication Sector of the International Telecommunications Union (ITU-R) เมื่อเดือนมกราคม 2555 (ค.ศ. 2012) ได้ชะลอการตัดสินว่าจะยกเลิกวินาทีทดหรือไม่ จนกระทั่งการประชุมครั้งถัดไปในปี ค.ศ. 2015 เพอศกษาผลกระทบตอการยกเลกวนาททดอยาง ื่ ึ ่ ิ ิ ี ่ ละเอยด [7] โดยที่ ITU-R เปนหนวยงานทกำหนด ี ็ ่ ี่ � นิยามของเวลามาตรฐาน UTC