Czas uniwersalny - Universal Time

Czas uniwersalny ( UT ) to standard czasu oparty na ruchu obrotowym Ziemi. Istnieje kilka wersji Universal Time, które różnią się nawet o kilka sekund. Najczęściej używane są uniwersalny czas koordynowany (UTC) i UT1 (patrz § Wersje ). Wszystkie te wersje UT, z wyjątkiem UTC, są oparte na rotacji Ziemi względem odległych ciał niebieskich ( gwiazd i kwazarów ), ale z uwzględnieniem współczynnika skalowania i innych dostosowań, aby zbliżyć je do czasu słonecznego . UTC jest oparty na międzynarodowym czasie atomowym , z dodanymi sekundami przestępnymi, aby utrzymać go w granicach 0,9 sekundy od UT1.

Czas uniwersalny i czas standardowy

Przed wprowadzeniem czasu standardowego każda gmina na całym świecie używającym zegara ustawiała swój oficjalny zegar, jeśli taki posiada, zgodnie z lokalną pozycją Słońca (patrz czas słoneczny ). Służyło to odpowiednio do wprowadzenia podróży kolejowych w Wielkiej Brytanii , co umożliwiło podróżowanie na tyle szybko, że wymagało to ciągłego ponownego ustawiania zegarków, gdy pociąg przejeżdżał codziennie przez kilka miast. Greenwich Mean Time , średni czas słoneczny na południku głównym w Greenwich w Anglii , został ustanowiony, aby rozwiązać ten problem: wszystkie zegary w Wielkiej Brytanii zostały ustawione na ten czas niezależnie od lokalnego południa słonecznego. Do synchronizacji tych zegarów używano chronometrów lub telegrafii .

Standardowe strefy czasowe na świecie od 2016 roku. Liczba na dole każdej strefy określa liczbę godzin, które należy dodać do UTC, aby przekonwertować ją na czas lokalny.

Standardowy czas został pierwotnie zaproponowany przez szkocko-kanadyjskiego Sir Sandforda Fleminga na spotkaniu Canadian Institute w Toronto w dniu 8 lutego 1879 roku. Zasugerował on, że standardowe strefy czasowe mogą być używane lokalnie, ale są one podporządkowane jego jednemu czasowi światowemu, który nazwał Kosmiczny czas. Propozycja podzieliła świat na dwadzieścia cztery strefy czasowe, z których każda obejmuje 15 stopni długości geograficznej. Wszystkie zegary w każdej strefie byłyby ustawione na ten sam czas co inne, ale różniłyby się o godzinę od zegarów w sąsiednich strefach. Czas lokalny w Królewskim Obserwatorium w Greenwich został ogłoszony jako zalecana podstawa odniesienia dla czasu światowego 22 października 1884 r. pod koniec Międzynarodowej Konferencji Południkowców . Wybrano tę lokalizację, ponieważ w 1884 r. Dwie trzecie wszystkich map morskich i map wykorzystywało ją już jako główny południk . Konferencja nie przyjęła stref czasowych Fleminga, ponieważ były one poza celem, dla którego została powołana, czyli wyborem podstawy dla czasu uniwersalnego (a także południka zerowego).

W okresie od 1848 do 1972 roku wszystkie główne kraje przyjęły strefy czasowe na podstawie południka Greenwich .

W 1935 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna zaleciła termin Universal Time jako dokładniejszy termin niż Greenwich Mean Time, ponieważ GMT może odnosić się do dnia astronomicznego rozpoczynającego się w południe lub dnia cywilnego rozpoczynającego się o północy. W niektórych krajach termin Greenwich Mean Time jest w powszechnym użyciu do dziś w odniesieniu do cywilnego pomiaru czasu .

Pomiary

Opierając się na rotacji Ziemi, czas można mierzyć, obserwując codziennie ciała niebieskie przecinające południk. Astronomowie odkryli, że dokładniejsze jest ustalanie czasu na podstawie obserwacji gwiazd przechodzących przez południk, niż na podstawie obserwacji położenia Słońca na niebie. Obecnie UT w odniesieniu do międzynarodowego czasu atomowego (TAI) jest określane na podstawie obserwacji odległych kwazarów za pomocą bardzo długiej linii bazowej (VLBI), metody, która pozwala określić UT1 z dokładnością do 15 mikrosekund lub lepiej.

„Uniwersalna tarcza zegarowa” z 1853 r. Pokazująca względne czasy „wszystkich narodów” przed przyjęciem czasu uniwersalnego

Obroty Ziemi i UT są monitorowane przez International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS). Międzynarodowa Unia Astronomiczna jest także zaangażowany w ustalaniu norm, ale ostateczny arbiter standardów transmisji jest Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny lub ITU.

Rotacja Ziemi jest nieco nieregularna, a także bardzo stopniowo spowalnia z powodu przyspieszenia pływowego . Ponadto długość sekundy została określona na podstawie obserwacji Księżyca między 1750 a 1890 rokiem. Wszystkie te czynniki powodują, że współczesna średnia doba słoneczna jest średnio nieco dłuższa niż nominalna 86 400 SI sekund, czyli tradycyjna liczba sekund. na dzień. Ponieważ UT ma więc nieznacznie nieregularne tempo w swoim tempie, astronomowie wprowadzili czas efemerydyczny , który został od tego czasu zastąpiony czasem ziemskim (TT). Ponieważ czas uniwersalny jest określany przez rotację Ziemi, która oddala się od bardziej precyzyjnych standardów częstotliwości atomowych, konieczna jest korekta (zwana sekundą przestępną ) tego czasu atomowego, ponieważ (od 2019 r.) `` Czas nadawania '' pozostaje w dużej mierze zsynchronizowany z energią słoneczną. czas. Tak więc cywilny standard nadawania czasu i częstotliwości zwykle ściśle przestrzega Międzynarodowego Czasu Atomowego, ale czasami przeskakuje (lub „przeskakuje”), aby zapobiec zbytniemu oddaleniu się od średniego czasu słonecznego.

Barycentryczny czas dynamiczny (TDB), forma czasu atomowego, jest obecnie używany do budowy efemeryd planet i innych obiektów Układu Słonecznego z dwóch głównych powodów. Po pierwsze, te efemerydy są powiązane z optycznymi i radarowymi obserwacjami ruchu planet, a skala czasu TDB jest dopasowana tak, aby przestrzegać praw ruchu Newtona , z poprawkami na ogólną teorię względności . Następnie skale czasu oparte na rotacji Ziemi nie są jednolite i dlatego nie nadają się do przewidywania ruchu ciał w naszym Układzie Słonecznym.

Wersje

Istnieje kilka wersji Universal Time:

  • UT0 to czas uniwersalny określany w obserwatorium poprzez obserwację dziennego ruchu gwiazd lub pozagalaktycznych źródeł radiowych, a także z dalekich obserwacji Księżyca i sztucznych satelitów Ziemi. Uważa się, że położenie obserwatorium ma ustalone współrzędne w ziemskim układzie odniesienia (takim jak międzynarodowy układ odniesienia na ziemi), ale położenie osi obrotu Ziemi wędruje po powierzchni Ziemi; jest to znane jako ruch biegunowy . UT0 nie zawiera żadnej korekcji dla ruchu biegunowego. Różnica między UT0 i UT1 jest rzędu kilkudziesięciu milisekund. Oznaczenie UT0 nie jest już w powszechnym użyciu.
  • UT1 jest główną formą czasu uniwersalnego. Chociaż koncepcyjnie jest to średni czas słoneczny na 0 ° długości geograficznej, precyzyjne pomiary Słońca są trudne. Dlatego jest obliczany na podstawie określania pozycji odległych kwazarów za pomocą interferometrii długiej linii bazowej, laserowego określania odległości Księżyca i sztucznych satelitów, a także określania orbit satelitów GPS . UT1 jest taki sam na całej Ziemi i jest proporcjonalny do kąta obrotu Ziemi w odniesieniu do odległych kwazarów, a konkretnie do Międzynarodowej Niebiańskiej Ramki odniesienia (ICRF), pomijając pewne drobne korekty. Obserwacje pozwalają na określenie miary kąta Ziemi względem ICRF, zwanej kątem obrotu Ziemi (ERA, która służy jako współczesny zamiennik dla średniego czasu gwiazdowego Greenwich ). UT1 jest wymagane do śledzenia relacji
ERA = 2π (0,7790572732640 + 1,00273781191135448 T u ) radianów
gdzie T u = ( data Julian UT1 - 2451545.0)
  • UT1R to wygładzona wersja UT1, odfiltrowująca okresowe zmiany spowodowane pływami. Obejmuje 62 okresy wygładzające z okresami od 5,6 dnia do 18,6 lat.
  • UT2 to wygładzona wersja UT1, odfiltrowująca okresowe wahania sezonowe. Ma głównie znaczenie historyczne i jest już rzadko używany. Jest zdefiniowany przez
gdzie t jest czasem jako ułamek roku Bessela .
  • UTC ( uniwersalny czas koordynowany ) to atomowa skala czasu, która przybliża UT1. Jest to międzynarodowy standard, na którym opiera się czas cywilny. Odmierza SI sekundy, zgodnie z TAI . Zwykle ma 86 400 sekund SI dziennie, ale jest utrzymywany w ciągu 0,9 sekundy od UT1 przez wprowadzenie sporadycznych interkalarnych sekund przestępnych. Począwszy od 2016 r., Te skoki zawsze były pozytywne (dni, które zawierały sekundę przestępną, miały długość 86 401 sekund). Zawsze, gdy nie jest wymagany poziom dokładności lepszy niż jedna sekunda, UTC można zastosować jako przybliżenie UT1. Różnica między UT1 i UTC jest znana jako DUT1 .

Przyjęcie w różnych krajach

Tabela pokazuje daty przyjęcia stref czasowych na podstawie południka Greenwich, w tym strefy półgodzinne.

Oprócz standardowego czasu nepalskiego (UTC + 05: 45), standardowej strefy czasowej Chatham (UTC + 12:45) używanej na wyspach Chatham w Nowej Zelandii i oficjalnie nieusankcjonowanej środkowo-zachodniej strefie czasowej (UTC + 8: 45) używanej w Eucla, Australia Zachodnia i okolice, wszystkie używane strefy czasowe są definiowane przez przesunięcie względem czasu UTC, które jest wielokrotnością pół godziny, a w większości przypadków wielokrotnością godziny.

Zobacz też

Uwagi

Cytaty

Bibliografia

 Ten artykuł zawiera materiały należące do  domeny publicznej z dokumentu General Services Administration : „Federal Standard 1037C” .

Linki zewnętrzne

  • Time Lord Clarka Blaise'a: biografia Sanforda Fleminga i idea czasu standardowego