50年代中期原子钟的问世，使人们惊奇地发现地球自转并不是完全均匀和绝对稳定的。日长有长期减慢、季节性周期变化和不规则变化这3种不同类型的变化。
地球自转的长期减慢，使日长在1个世纪内大约要增长1～2毫秒，即1／1000到2／1000秒。这样说来，一天的时间在变长，虽然这样微小的变化是难以直接检验的，但是它的长期累积效应却是能够测量到的。目前最好的办法是利用人类有史以来日月食等天象观测资料，研究日长变化的长期积累效应。我们知道，日月食是可以准确地计算出来的，我们把历史上发生过的日月食计算出来后，与历史上的天象观测记录相比较就能发现问题。例如，公元前181年3月4日的日全食，如果地球自转并不存在长期变化，推算到的全食带并不经过我国西汉时的长安。但是根据《汉书》的记载，长安当时确实看到了日全食。这说明日长确有变化。推算结果与实际观测记录两者的差异正好反映了在这一段时间里地球自转长期变化的累积效应。通过对古珊瑚化石生长线的研究，也能了解到过去地球自转的情况。用这一方法，科学家们证实了在3.7万年前，每年约有400天！这说明那时地球自转速率比今天的快多了。
引起地球自转长期减慢的原因一直没搞清楚。许多科学家认为，近海地区潮汐摩擦引起的地球自转角动量逐渐减小是一个主要的原因。但是它的理论估算值比以上观测值要小，所以肯定还有别的因素影响着地球自转的速率，比如地球半径的胀缩、海平面的变化、地球内部放射性元素的加热作用所引起的物质分布的变化等。可是这些问题都还没最终搞明白。
上海天文台的一位专家认为，地球板块运动对日长变长也有影响。上面说的对地球自转速率的测量都是在地面上进行的，但地球上每一个板块都在运动着，都呈现向西和向赤道漂移的趋向，这将会影响我们对日长变化的测量结果。他提出：我们讨论的日长到底指的是什么？是指对运动着的大陆板块上的一个天文台站而言的一天，还是指对地球表面上一个不动的点而言的一天？显然，测量的数据是指前者，而理论研究又是指后者。所以，日长变化问题的研究还应该同地球板块运动的研究联系起来才行。
看来，揭开日长变长这个谜还需要一定时间。