Tempo Atômico Internacional - International Atomic Time

Tempo Atômico Internacional ( TAI , desde a versão francesa temps atomique internacional ) é um de alta precisão atômica coordenar padrão de tempo com base na passagem nocional de tempo adequado na Terra 's geóide . É uma escala contínua de tempo, sem segundos bissextos . É a principal realização do Tempo Terrestre (com um deslocamento fixo de época ). É também a base para o Tempo Universal Coordenado (UTC), que é usado para cronometragem civil em toda a superfície da Terra. UTC se desvia do TAI por um número de segundos inteiros. A partir de 1º de janeiro de 2017, quando outro segundo bissexto foi colocado em vigor, a UTC está exatamente 37 segundos atrás da TAI. Os 37 segundos resultam da diferença inicial de 10 segundos no início de 1972, mais 27 segundos bissextos no UTC desde 1972.

O TAI pode ser relatado usando meios tradicionais de especificação de dias, transportados de padrões de tempo não uniformes com base na rotação da Terra. Especificamente, são usados ​​os dias julianos e o calendário gregoriano . O TAI nesta forma foi sincronizado com o Tempo Universal no início de 1958, e os dois se separaram desde então, devido à mudança de movimento da Terra.

Operação

TAI é uma média ponderada do tempo mantida por mais de 400 relógios atômicos em mais de 50 laboratórios nacionais em todo o mundo. A maioria dos relógios envolvidos são relógios de césio ; a definição do sistema internacional de unidades (SI) do segundo é baseada no césio . Os relógios são comparados usando sinais de GPS e tempo de satélite bidirecional e transferência de frequência . Devido à média do sinal, o TAI é uma ordem de magnitude mais estável do que seu melhor relógio constituinte.

Cada uma das instituições participantes difunde, em tempo real , um sinal de frequência com códigos de tempo , que é a sua estimativa de TAI. Os códigos de tempo são geralmente publicados na forma de UTC, que difere do TAI por um número inteiro conhecido de segundos. Essas escalas de tempo são indicadas na forma UTC (NPL) na forma UTC, onde NPL , neste caso, identifica o Laboratório Físico Nacional do Reino Unido . A forma TAI pode ser denotada TAI (NPL) . Este último não deve ser confundido com TA (NPL) , que denota uma escala de tempo atômica independente, não sincronizada com TAI ou qualquer outra coisa.

Os relógios em diferentes instituições são regularmente comparados uns com os outros. O Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM, França) combina essas medidas para calcular retrospectivamente a média ponderada que forma a escala de tempo mais estável possível. Essa escala de tempo combinada é publicada mensalmente na "Circular T" e é o TAI canônico . Essa escala de tempo é expressa na forma de tabelas de diferenças UTC - UTC ( k ) (equivalente a TAI - TAI ( k )) para cada instituição participante k . A mesma circular também fornece tabelas de TAI - TA ( k ), para as várias escalas de tempo atômicas não sincronizadas.

Os erros de publicação podem ser corrigidos por meio da revisão da Circular T defeituosa ou por errata em uma Circular T subsequente. Além disso, uma vez publicada na Circular T, a escala TAI não é revisada. Em retrospectiva, é possível descobrir erros no TAI e fazer melhores estimativas da verdadeira escala de tempo adequada. Uma vez que as circulares publicadas são definitivas, melhores estimativas não criam outra versão do TAI; em vez disso, considera-se que está criando uma melhor compreensão do Tempo Terrestre (TT).

História

As primeiras escalas de tempo atômicas consistiam em relógios de quartzo com frequências calibradas por um único relógio atômico; os relógios atômicos não funcionavam continuamente. Os serviços de cronometragem atômica começaram experimentalmente em 1955, usando o primeiro relógio atômico de césio no National Physical Laboratory, UK (NPL) . Foi usado como base para calibrar os relógios de quartzo no Royal Greenwich Observatory e para estabelecer uma escala de tempo, chamada Greenwich Atomic (GA). O Observatório Naval dos Estados Unidos começou a escala A.1 em 13 de setembro de 1956, usando um relógio atômico comercial Atomichron , seguido pela escala NBS-A no National Bureau of Standards , Boulder, Colorado em 9 de outubro de 1957.

O International Time Bureau (BIH) iniciou uma escala de tempo, T m ou AM, em julho de 1955, usando relógios de césio locais e comparações com relógios distantes usando a fase dos sinais de rádio VLF . A escala BIH, A.1, e NBS-A foram definidas por uma época no início de 1958 Os procedimentos usados ​​pelo BIH evoluíram, e o nome da escala de tempo mudou: "A3" em 1964 e "TA (BIH) "em 1969.

O segundo SI foi definido em termos do átomo de césio em 1967. De 1971 a 1975, a Conferência Geral de Pesos e Medidas e o Comitê Internacional de Pesos e Medidas tomaram uma série de decisões que designaram a escala de tempo BIPM Tempo Atômico Internacional (TAI) .

Na década de 1970, ficou claro que os relógios que participavam do TAI estavam marcando em taxas diferentes devido à dilatação do tempo gravitacional , e a escala combinada do TAI, portanto, correspondia a uma média das altitudes dos vários relógios. A partir da data juliana 2443144.5 (1 de janeiro de 1977 00:00:00), as correções foram aplicadas à saída de todos os relógios participantes, de modo que o TAI correspondesse ao tempo adequado no geóide ( nível médio do mar ). Como os relógios estavam, em média, bem acima do nível do mar, isso significava que o TAI diminuiu a velocidade em cerca de uma parte em um trilhão. A escala de tempo não corrigida anterior continua a ser publicada, sob o nome de EAL ( Echelle Atomique Libre , que significa Escala Atômica Livre ).

O instante em que a correção gravitacional começou a ser aplicada serve de época para o Tempo de Coordenadas Baricêntricas (TCB), Tempo de Coordenadas Geocêntricas (TCG) e Tempo Terrestre (TT), que representam três escalas de tempo fundamentais no sistema solar. Todas essas três escalas de tempo foram definidas para ler JD 2443144.5003725 (1 de janeiro de 1977 00: 00: 32.184) exatamente naquele instante. O TAI passou a ser uma realização do TT, com a equação TT (TAI) = TAI + 32,184 s.

A continuação da existência de TAI foi questionada em uma carta de 2007 do BIPM para o ITU-R, que afirmava: "No caso de uma redefinição de UTC sem segundos bissextos, a CCTF consideraria discutir a possibilidade de suprimir TAI, uma vez que permaneceria paralelo ao UTC contínuo. "

Relação com UTC

UTC é uma escala de tempo descontínua . Ocasionalmente, é ajustado em segundos bissextos. Entre esses ajustes, ele é composto de segmentos que são mapeados para o tempo atômico. Desde o seu início em 1961 até dezembro de 1971, os ajustes foram feitos regularmente em segundos bissextos fracionários para que o UTC se aproximasse do UT2 . Posteriormente, esses ajustes foram feitos apenas em segundos inteiros para aproximar UT1 . Este foi um acordo de compromisso a fim de permitir uma escala de tempo de transmissão pública; os ajustes menos frequentes de um segundo inteiro significavam que a escala de tempo seria mais estável e mais fácil de sincronizar internacionalmente. O fato de continuar a se aproximar do UT1 significa que tarefas como a navegação que requerem uma fonte do Tempo Universal continuam a ser bem servidas pela transmissão pública do UTC.

Veja também

Notas

Referências

  • "História do TAI-UTC" . Departamento de Serviço de Tempo, Observatório Naval dos Estados Unidos. 2009. Arquivado do original em 19 de outubro de 2019 . Página visitada em 4 de janeiro de 2010 .
  • "Tempo Atômico Internacional" . Bureau Internacional de Pesos e Medidas . Arquivado do original em 10 de janeiro de 2011 . Página visitada em 24 de janeiro de 2020 .

Notas de rodapé

Bibliografia

links externos