Шкала динамического времени - Dynamical time scale

Не путать с шкалой времени свободного падения .
Отклонение продолжительности светового дня от дня на основе СИ

В стандартах времени , динамическое время является независимой переменной уравнений небесной механики . Это контрастирует с масштабами времени, такими как среднее солнечное время, которые основаны на том, как далеко повернулась Земля. Поскольку вращение Земли непостоянно, использование шкалы времени на ее основе для расчета положения небесных объектов дает ошибки. Динамическое время можно вывести из наблюдаемого положения астрономического объекта с помощью теории его движения. Первым применением этой концепции динамического времени было определение шкалы эфемеридного времени (ЭВ).

В конце 19 века предполагалось, а в начале 20 века было установлено, что вращение Земли ( то есть продолжительность дня ) было нерегулярным в коротких временных масштабах и замедлялось в более длительных временных масштабах. Было высказано предположение, что наблюдение за положением Луны, Солнца и планет и сравнение результатов наблюдений с их гравитационными эфемеридами было бы лучшим способом определения единой шкалы времени. Подробное предложение такого рода было опубликовано в 1948 году и принято МАС в 1952 году (см. Эфемеридное время - история ).

Используя данные из Таблиц Солнца Ньюкома (основанные на теории видимого движения Солнца Саймона Ньюкомба , 1895 г., ретроспективно использованной в определении эфемеридного времени), секунда СИ была определена в 1960 г. как:

фракция 1 / 31,556,925,9747 тропического года для 0 января 1900 года в 12-часовом эфемеридном времени.

Атомные часы с цезием начали работать в 1955 году, и их использование дало дополнительное подтверждение того, что вращение Земли колеблется случайным образом. Это подтвердило непригодность средней солнечной секунды всемирного времени в качестве точной меры временного интервала. После трех лет сравнений с лунными наблюдениями было определено, что вторая эфемерида соответствует 9 192 631 770 ± 20 циклам цезиевого резонанса. В 1967/68 году длина секунды СИ была переопределена и составляла 9 192 631 770 циклов цезиевого резонанса, что равняется предыдущему результату измерения эфемеридной секунды (см. Эфемеридное время - новое определение секунды ).

Однако в 1976 году МАС постановил, что теоретическая основа эфемеридного времени была полностью нерелятивистской, и поэтому, начиная с 1984 года, эфемеридное время будет заменено двумя дополнительными временными шкалами с учетом релятивистских поправок. Их имена, присвоенные в 1979 году, подчеркивали их динамическую природу или происхождение, барицентрическое динамическое время (TDB) и земное динамическое время (TDT). Оба были определены для преемственности с ET и основывались на том, что стало стандартной секундой SI, которая, в свою очередь, была получена из измеренной секунды ET.

В период 1991–2006 годов шкалы времени TDB и TDT были пересмотрены и заменены из-за трудностей или несоответствий в их первоначальных определениях. Текущими фундаментальными релятивистскими временными шкалами являются геоцентрическое координатное время (TCG) и барицентрическое координатное время (TCB); у обоих из них есть скорости, которые основаны на секунде СИ в соответствующих системах отсчета (и гипотетически за пределами соответствующей гравитационной скважины), но из-за релятивистских эффектов их скорости будут казаться немного выше при наблюдении на поверхности Земли и, следовательно, расходятся с местные земные шкалы времени, основанные на секундах СИ на поверхности Земли. Таким образом, определенные в настоящее время шкалы времени IAU также включают в себя земное время (TT) (заменяющее TDT и теперь определяемое как изменение масштаба TCG, выбранное для придания TT ​​скорости, которая соответствует секунде SI при наблюдении на поверхности Земли), и переопределенное барицентрическое динамическое время (TDB), изменение масштаба TCB, чтобы дать TDB скорость, которая соответствует секунде SI на поверхности Земли.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ a b Б. Гино, П. К. Зайдельманн (апрель 1988 г.). «Шкалы времени - их история, определение и интерпретация». Астрономия и астрофизика . 194 (1-2): 304–308. Bibcode : 1988A&A ... 194..304G . на стр.304
  2. ^ PKSeidelmann, ред. (1992). Пояснительное приложение к астрономическому альманаху . CA: Университетские научные книги. 41. ISBN 0-935702-68-7.
  3. ^ В. Марковиц, «Вариации вращения Земли, результаты, полученные с помощью лунной камеры с двойной скоростью и фотографических зенитных трубок» , Astron J v64 (1959) 106-113.
  4. ^ См. S Klioner et al., "Единицы релятивистских масштабов времени и связанные с ними величины", Симпозиум IAU 261 (2009).
  5. ^ Резолюции IAU 2000 , в Резолюции B1.9.