50年代中期原子鍾的問世，使人們驚奇地發現地球自轉並不是完全均勻和絕對穩定的。日長有長期減慢、季節性周期變化和不規則變化這3種不同類型的變化。
地球自轉的長期減慢，使日長在1個世紀內大約要增長1～2毫秒，即1／1000到2／1000秒。這樣說來，一天的時間在變長，雖然這樣微小的變化是難以直接檢驗的，但是它的長期累積效應卻是能夠測量到的。目前最好的辦法是利用人類有史以來日月食等天象觀測資料，研究日長變化的長期積累效應。我們知道，日月食是可以準確地計算出來的，我們把曆史上發生過的日月食計算出來後，與曆史上的天象觀測記錄相比較就能發現問題。例如，公元前181年3月4日的日全食，如果地球自轉並不存在長期變化，推算到的全食帶並不經過我國西漢時的長安。但是根據《漢書》的記載，長安當時確實看到了日全食。這說明日長確有變化。推算結果與實際觀測記錄兩者的差異正好反映了在這一段時間裏地球自轉長期變化的累積效應。通過對古珊瑚化石生長線的研究，也能了解到過去地球自轉的情況。用這一方法，科學家們證實了在3.7萬年前，每年約有400天！這說明那時地球自轉速率比今天的快多了。
引起地球自轉長期減慢的原因一直沒搞清楚。許多科學家認為，近海地區潮汐摩擦引起的地球自轉角動量逐漸減小是一個主要的原因。但是它的理論估算值比以上觀測值要小，所以肯定還有別的因素影響著地球自轉的速率，比如地球半徑的脹縮、海平麵的變化、地球內部放射性元素的加熱作用所引起的物質分布的變化等。可是這些問題都還沒最終搞明白。
上海天文台的一位專家認為，地球板塊運動對日長變長也有影響。上麵說的對地球自轉速率的測量都是在地麵上進行的，但地球上每一個板塊都在運動著，都呈現向西和向赤道漂移的趨向，這將會影響我們對日長變化的測量結果。他提出：我們討論的日長到底指的是什麼？是指對運動著的大陸板塊上的一個天文台站而言的一天，還是指對地球表麵上一個不動的點而言的一天？顯然，測量的數據是指前者，而理論研究又是指後者。所以，日長變化問題的研究還應該同地球板塊運動的研究聯係起來才行。
看來，揭開日長變長這個謎還需要一定時間。