אורך היממה

יממה שמשית היא משך הזמן של סיבוב כדור הארץ עד שהשמש ניצבת שוב מעל אותו מקום. היממה קוצבת את מחזור החיים של בני האדם ושל עולם החי והצומח, ולאורך התרבות האנושית נחשבה ליחידת מידה יציבה ובלתי משתנית. השעה הוגדרה כחלק ה-12 של היום או הלילה, ואחר-כך, משהתפתחו שעונים מדויקים, כחלק ה-24 של היממה המלאה. עם השיפור ביכולת המדידה, נוצר הצורך ביחידות עדינות יותר - הדקה והשנייה, השוות לחלק ה-60 וחלק ה-3,600 של השעה. אורך היממה משתנה באופן מחזורי לאורך השנה (משום שמהירות כדור הארץ במסלולו האליפטי סביב השמש אינה קבועה, וסיבות נוספות), ולכן מאמצים כקנה מידה את אורכה של יממה ממוצעת לאורך השנה. לפי הגדרה זו של השנייה, אורך היממה הממוצע הוא בדיוק 86,400 שניות.

אכן, ב-1960 הוגדרה השנייה כחלק ה-86,400 מן האורך הממוצע של יממה (טרופית) בשנת 1900. באותה עת כבר הבינו האסטרונומים שגם אורך היממה הממוצע אינו קבוע לחלוטין (ומכאן הצורך לבחור את השנה שלפיה מוגדרת השנייה), וזמן קצר אחר-כך הוסכם לשנות את ההגדרה, ולקבוע את השנייה כמספר מחזורים קבוע של אטום הצסיום, באופן המתאים למדידה בשעונים אטומיים. את אורך היממה אפשר למדוד מעתה ביחס לשעון קבוע, הזמן האטומי הבינלאומי. הפרש הזמנים בין מדידת השעון לזו שמספק כדור הארץ מכונה "דלתא T"  (ΔT).

אורך היממה משתנה, במידה זעומה, גם מיום ליום (בשל התנועה שהוזכרה סביב השמש ובשל אירועים גאולוגיים כמו התפרצויות של הרי געש), וגם לאורך השנים. ערכים ממוצעים לשנים 1962–1999 אפשר לקבל מה-International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS), וטבלת השוואה לאורך המאות האחרונות ניתן למצוא כאן.

התארכות היממה 
הגורם בעל ההשפעה הגדולה ביותר על אורך היממה באופן מצטבר, הוא האטת הגאות. עליית וירידת פני המים, פעמיים בכל יממה סביב כדור הארץ כולו, מפעילה חיכוך הבולם את הסיבוב בהדרגה. על-פי השינויים הנצפים במסלול הירח (אותם ניתן לחשב בדייקנות, בעזרת מדידת מרחקים באמצעות קרן לייזר המוחזרת ממראות פינתיות שהושארו על הירח במשימות אפולו), אפשר לחשב שהגאות והשפל גורמים להארכת היממה ב-2.3 מילי-שניות במאה שנים. לדוגמה, לפני מיליון שנה הייתה היממה קצרה מזו של היום ב-23 שניות, ובקמבריון, לפני כ-500 מיליון שנה, היו ביממה רק 21 שעות (כאורכן היום).

גורם ארוך טווח נוסף, הוא השינוי בפחיסות כדור הארץ. כידוע, כדור הארץ אינו כדורי באופן מושלם, אלא אליפסואידי, סיבובו על צירו גורם למתיחה בכיוון התנועה, שבגללה היקפו בקו המשווה גדול מן ההיקף במסלול מקוטב לקוטב. בעידן הקרח, הצטברו בכיפות הקרח שבקטבים מסות קרח אדירות, שתחת לחצן גברה פחיסותו של הכדור. מחקרים גורסים כי הקרח החל לימס לפני כ-10,000 שנה, אבל קרום כדור הארץ אינו מגיב להפחתת הלחץ באלסטיות מושלמת, ומעריכים שדרושות לו עוד כ-4,000 שנה לפני שיגיע לשיווי משקל הידרוסטטי. התהליך מביא להפחתת הרדיוס בקו המשווה, המרוחק מציר הסיבוב, והתנע הזוויתי הקבוע מתרגם את ההפחתה להאצה של הסיבוב. מעריכים שאפקט זה מקצר את היממה בכ־0.6 מילי-שניות במאה שנים, בקורלציה מושהית עם תקופות הקרח השונות.

הנתונים ההיסטוריים שנאספו לאורך 2,700 השנים האחרונות מראים שהיממה מתארכת בכ־1.70 מילי-שניות במאה שנים (עם סטיית תקן של 0.05 מילי-שניות). מדידות אלה מתאימות היטב להשפעות המנוגדות של הגאות וכיפות הקרח.

אם כך, לפני c מאות שנים הייתה היממה קצרה יותר ב-1.7c מילי-שניות. מדידה של  היממות שחלפו מאז על-פי השעון הקבוע, לעומת זמן היממה הממוצעת לאורך התקופה, סוטה ב-  מילי-שניות, שהן כ-  שניות. אחת ההשלכות של התארכות היממה, היא על הכנת לוחות אסטרונומיים. כך למשל, לוח שנה מדויק לחלוטין שהוכן לפני 2,000 שנה ולא לקח בחשבון את התארכות היממה, יהיה נגוע בימינו בסטייה מצטברת של כ-3.5 שעות.

קישורים חיצוניים
 צמ"ד אונליין - מאגר מדע: יום בכדור הארץ סרטון עם הסברים.

הערות שוליים 

אסטרופיזיקה
מידות אסטרונומיות