20世纪初以后，天文学的一项重要发现是，确认地球自转速度是不均匀的。人们已经发现的地球自转速度有以下3种变化:首先是长期减慢。这种变化使日的长度在一个世纪内增长1~2毫秒，是以地球自转周期为基准所计量的时间，2000年来累计慢了2个多小时。引起地球自转长期减慢的原因主要是潮汐摩擦。科学家发现在3.7亿年以前的泥盆纪中期地球上大约一年400天。

　　另外，地球自转速度有季节性的周期变化，春天变慢，秋天变快，有时候年与年之间也有变化，这或许和天体之间的运行也有关系。最后，可能还有一些科学家不能完全确定的原因导致地球运转速度产生变化，比如地震、人类发射火箭等航天飞行器。总之，正是因为地球自转速度不均匀，时间久了，就会出现细微的差距，国家授时中心会根据世界统一标准，负责在一年中添加或减少1秒，这就是所谓的闰秒。1972年以来，科学家已经添加“闰秒”25次。