‘लीप’ सेकंदाची दुरुस्ती

पृथ्वीला सूर्याभोवती एक प्रदक्षिणा घालायला 365 दिवस, 5 तास, 48 मिनिटे आणि 45.5 सेकंद लागतात. हा काळ दशमान पद्धतीमध्ये 365.2422 दिवस असा लिहिता येईल. या काळाचे 12 महिन्यांमध्ये पूर्ण दिवस हे एकक मानून समान वाटप करता येत नाही. त्यासाठी दर चार वर्षांनी आपण लीप वर्ष मानून एक दिवसाचा काळ फेब्रुवारी महिन्यात 29 दिवस पूर्ण करून भरून काढतो. शतक पूर्ण करणारे वर्ष मात्र चारने पूर्ण भाग जात असला तरी लीप वर्ष असतेच असे नाही. 1700, 1800, 1900 ही लीप वर्षे नव्हती. 1600 सालानंतर 2000 साल हे लीप वर्ष मानले गेले. शतक पूर्ण करणाऱ्या वर्षाला चारशेने पूर्ण भाग जाणे आवश्यक असते. लीप वर्षामध्ये अमेरिकन अध्यक्षांची निवडणूक ऑलिम्पिक क्रीडा स्पर्धा अशा महत्त्वपूर्ण घटना घडतात. त्यामुळे लीप वर्ष आपल्या सर्वांच्या परिचयाचे झालेय. लीप सेकंद हा प्रकार मात्र अजून अनेकांना ठाऊक झालेला नाही. आपल्या दिनदर्शिकेत लीप वर्षामुळे तारखा आणि वार चक्क बदलत जातात. कारण एक पूर्ण दिवस नेहमीसारखा कामाचा धरला जातो. लीप सेकंदामुळे कॅलेंडरमध्ये काहीही बदल होत नसतो. मग लीप सेकंद म्हणजे काय? त्याचा उपयोग केव्हा होतो?

इंटरनॅशनल रेडिओ कन्सल्टेटिव्ह कमिटीची जिनेव्हा येथे 1971 साली एक बैठक भरलेली होती. वैश्विक वेळेसंबंधी विचार-विनिमय करण्याची कामगिरी त्यांच्याकडे सोपविण्यात आली होती. त्यांच्या शिफारशी मग इंटरनॅशनल टाइम ब्यूरो यांच्याकडे सुपूर्द करण्यात आल्या. त्यामध्ये आवश्यक तेव्हा वर्षातील विशिष्ट मिनिटामधून एक सेकंद कमी करायला किंवा (प्रसंगी) एक सेकंद वाढवायला सांगितले होते. त्या एक सेकंदाला ‘लीप सेकंद’ असे म्हणतात.

एक सेकंद म्हणजे…..

‘एक सेकंद’ हा काळ प्रत्यक्षात कसा ठरवला गेलाय? एका सेकंदाची व्याख्या काय? 1900 सालामध्ये विषुववृत्तावरील वर्षाचे (सुमारे) 31556925.9747 एवढे भाग पाडलेले आहेत. त्यांतील एक भाग म्हणजे सेकंद एवढी लांब आणि चार दशांश स्थळापर्यंत लिहिलेली संख्या असूनही ‘सुमारे’ असे लिहिले आहे. त्याचे कारण म्हणजे दशांश चिन्हापलीकडील आकड्यातच बदल होण्याची शक्यता असते. त्यावर लीप सेकंदाची कल्पना आधारलेली आहे. सीशियम या मूलद्रव्याचा अणुभार 133 असून तो सामान्य परिस्थितीत प्रतिसेकंद 19 कोटी 26 लाख 31 हजार 770 वेळा आंदोलने करतो. सीशियमचा अणू जेव्हा या संख्येइतकी आंदोलने करतो तेव्हा तेवढा काळ म्हणजे एक सेकंद असे मानले गेले आहे.

पृथ्वी स्वतः च्या आसाभोवती फिरताना तिला समुद्राच्या लाटांमुळे अवरोध होत असतो. त्यामुळे ती ‘हिंदकळते’! पृथ्वीवरील सागरी लाटांची निर्मिती होताना चंद्र-सूर्याचे गुरुत्वाकर्षण लक्षात घ्यावे लागते. गुरुत्वाकर्षणाची तीव्रता त्या दोन वस्तूंमध्ये किती अंतर आहे यावर अवलंबून असते. जेव्हा त्या दोन वस्तूंमधील अंतर दुपटीने वाढते, तेव्हा गुरुत्वाकर्षणाची तीव्रता चौपटीने कमी होते. चंद्राची एक बाजू(च) सतत पृथ्वीकडे तोंड करून असते. पृथ्वीची जी बाजू चंद्राकडे तोंड करून असते तिच्यावर पडणाऱ्या गुरुत्वाकर्षणाचा प्रभाव जास्त असतो. दुसरी बाजू सुमारे 13 हजार कि.मी एवढी दूर असते. परिणामी पृथ्वीचा चंद्राकडील भाग काहीसा खेचला जातो. अर्थातच सागरी पाण्यावर त्याचा परिणाम आपण भरती-ओहोटीच्या दृश्य स्वरूपात पाहू शकतो. 24 तासांमध्ये आपण सागरी किनाऱ्यावर उभे राहिलो, तर आपल्याला दोन वेळा भरती आणि दोन वेळा ओहोटी आल्याचे लक्षात येईल. या वसुंधरेवरील आयरिश आणि बेरिंग हे सागर उथळ आहेत. त्याच्या तळावरही घर्षण जोराने होते आणि पृथ्वीची गती काही मायक्रोसेकंदाने मंदावते. एका सेकंदाचे दहा लाख भाग पाडले की, त्या एका भागास एक मायक्रोसेकंद असे म्हणतात. कधीकधी प्रतिदिन पृथ्वीचा स्वतःभोवती एक चक्कर मारण्याच्या वेळेला तीन मायक्रोसेकंद विलंब होतो. वेगातील ही घट भरून निघत नाही. उलट तो साचून राहते.

लीप सेकंदाची दुरुस्ती काही लीप वर्षाप्रमाणे नियमित नसते. ती दुरुस्ती सुचवण्याचे अधिकार ब्यूरो इंटरनॅशनल टेम्स (बिट) यांना आहेत. त्यांना इंटरनॅशनल अर्थ रोटेशन सर्व्हिस यांची मदत होते. त्यांच्या सूचना जगातील 50 अत्यंत अचूक अशा आण्वीय पहचाळ बाळगणा या प्रयोगशाळांकडे पाठवण्यात येतात. विशिष्ट अणू-रेणूच्या आंदोलनावरील कार्यपद्धती असलेली घडचाळे अचूक असतात. (प्रतिदिन ती घड्याळे एक अब्जांश सेकंदाची चूक करू शकतात.)

आण्वीय पडचाळे 10 लाख वर्षांत फार तर अर्था सेकंद रेंगाळतात. ती घडचाळे प्रथम 1900-साली ‘लावण्यात’ आली होती. वेळोवेळी त्या पड्याळामध्ये काही सेकंदांचा बदल करण्यात आला आहे. कारण पृथ्वीच्या भ्रमणाला जेव्हा अवरोध होतो, तेव्हा तो फरक घड्याळातही करणे क्रमप्राप्त आहे. 31 डिसेंबर, 1995 रोजी रात्री 11 वाजून 59 मिनिटे आणि 60 सेकंद झाल्यावर लगेच 12 न वाजवता घडयाळ एक सेकंद अजून पुढे जाऊ दिले होते. अशीच दुरुस्ती 31 डिसेंबर, 1998 रोजी करण्यात आली. याचा अर्थ 1996 आणि 1999 ही दोन वर्षे ‘उजेडायला’ एक-एक सेकंद जास्त लागला होता. ती अचूक वेळ रेडिओच्या ‘बीप’ सिग्नलवरून किंवा दूरचित्रवाणीच्या घड्याळावरून आपण लक्षात घेतो आणि आपल्या घरातील किंवा मनगटी घड्याळे त्याप्रमाणे लावतो.

आपल्याला एका सेकंदाच्या दुरुस्तीचे महत्त्व वाटत नसेल, परंतु अंतराळवीर परिभ्रमण करीत असताना, वैमानिक विमान चालवताना, वैज्ञानिक मंडळी उपग्रहाशी संपर्क साधून प्रयोग करीत असताना, जहाजांचा संचार, अण्वस्त्रांच्या चाचण्या आधुनिक युद्ध अशा अनेक ठिकाणी पड्याळातील ‘सेकंद’ निर्णायक असतो. आपण सगळेच घड्याळाचे गुलाम आहोत, तेव्हा घड्याळ नीट लावलेच पाहिजे.

–डॉ. अनिल लचके
राष्ट्रीय रासायनिक प्रयोगशाळा, पुणे 411008

मराठी विज्ञान परिषदेच्या पत्रिका या मासिकाच्या मार्च 2003 च्या अंकातून साभार..