Hiện tượng giây nhuận và những thách thức đối với hệ thống công nghệ toàn cầu

Theo cách tính thời gian thông thường, một phút gồm 60 giây, một giờ có 60 phút và một ngày kéo dài 24 giờ. Tuy nhiên, trên thực tế, thế giới từng ghi nhận những thời điểm một phút kéo dài đến 61 giây thông qua cơ chế điều chỉnh được gọi là giây nhuận.

Bản chất của giây nhuận

Giây nhuận ra đời nhằm mục đích đồng bộ hóa giữa thời gian nguyên tử, vốn dựa trên dao động ổn định của nguyên tử, với thời gian thiên văn được xác định theo chu kỳ quay của Trái đất. Nguyên nhân chính là do Trái đất không quay với tốc độ hoàn toàn cố định, dẫn đến sự chênh lệch dần theo thời gian giữa hai hệ thống đo lường này.

Để khắc phục độ lệch này, các nhà khoa học thỉnh thoảng thêm một giây vào Giờ Phối hợp Quốc tế (UTC). Vào thời điểm đó, đồng hồ sẽ hiển thị mốc 23 giờ 59 phút 60 giây trước khi bước sang ngày mới. Cơ chế này được áp dụng từ năm 1972 nhưng không diễn ra định kỳ hằng năm mà phụ thuộc vào mức độ sai lệch thực tế. Lần gần đây nhất thế giới thực hiện việc bổ sung giây nhuận là vào ngày 31.12.2016.

Tác động đối với hệ thống máy tính

Dù chỉ là khoảng thời gian rất ngắn, việc thêm một giây lại tạo ra nhiều thách thức cho các hệ thống công nghệ thông tin vốn được lập trình với giả định cố định rằng mỗi phút luôn có đúng 60 giây. Do thời điểm bổ sung không tuân theo một chu kỳ cố định, các kỹ sư và nhà phát triển gặp nhiều khó khăn trong việc dự báo và chuẩn bị trước.

Thực tế lịch sử đã ghi nhận những sự cố công nghệ do giây nhuận gây ra. Tiêu biểu là vào năm 2012, nền tảng mạng xã hội Reddit đã rơi vào tình trạng ngừng hoạt động sau khi hệ thống thời gian toàn cầu được bổ sung thêm một giây.

Nguy cơ từ giây nhuận âm và lộ trình chấm dứt

Bên cạnh việc bổ sung, giới chuyên môn còn đối mặt với nguy cơ xuất hiện giây nhuận âm, tức là phải loại bỏ bớt một giây thay vì thêm vào. Theo Cục Cân đo Quốc tế (BIPM), xác suất cần phải áp dụng giây nhuận âm trước năm 2035 là khoảng 30%.

Do chưa từng có tiền lệ triển khai giây nhuận âm, BIPM cảnh báo hành động này có thể gây gián đoạn nghiêm trọng đối với các hạ tầng số quan trọng chưa được thích ứng, bao gồm ngành giao thông, năng lượng, viễn thông và các chương trình không gian. Chi phí để khắc phục sự cố tiềm ẩn này được đánh giá là có thể tương đương với chiến dịch ứng phó lỗi máy tính Y2K năm xưa.

Trước những rủi ro hiện hữu, BIPM đã tiến hành bỏ phiếu nhằm đẩy nhanh kế hoạch chấm dứt hoàn toàn cơ chế giây nhuận, dời mốc thời gian từ năm 2035 lên ngày 20.5.2027. Thay vì điều chỉnh ngắt quãng từng giây, phương pháp mới sẽ cho phép độ lệch thời gian tích lũy đến biên độ một giờ mới cần can thiệp. Giải pháp này giúp duy trì tính liền mạch của giờ UTC trong nhiều thế kỷ, đồng thời bảo vệ các hệ thống công nghệ phụ thuộc vào độ chính xác thời gian cao.