Padrão de tempo - Time standard

Um padrão de tempo é uma especificação para medir o tempo: a taxa em que o tempo passa ou pontos no tempo ou ambos. Nos tempos modernos, várias especificações de tempo foram oficialmente reconhecidas como padrões, onde antes eram questões de costume e prática. Um exemplo de um tipo de padrão de tempo pode ser uma escala de tempo, especificando um método para medir as divisões de tempo. Um padrão para o tempo civil pode especificar os intervalos de tempo e a hora do dia.

Medições de tempo padronizadas são feitas usando um relógio para contar períodos de algumas mudanças de período, que podem ser as mudanças de um fenômeno natural ou de uma máquina artificial.

Historicamente, os padrões de tempo eram frequentemente baseados no período de rotação da Terra. Do final do século 18 ao século 19, presumia-se que a taxa de rotação diária da Terra era constante. Observações astronômicas de vários tipos, incluindo registros de eclipses, estudados no século 19, levantaram suspeitas de que a taxa de rotação da Terra está gradualmente diminuindo e também mostra irregularidades em pequena escala, e isso foi confirmado no início do século XX. Padrões de tempo baseados na rotação da Terra foram substituídos (ou inicialmente suplementados) para uso astronômico a partir de 1952 por um padrão de tempo efemérides baseado no período orbital da Terra e, na prática, no movimento da lua. A invenção em 1955 do relógio atômico de césio levou à substituição de padrões de tempo mais antigos e puramente astronômicos, para fins mais práticos, por padrões de tempo mais novos baseados total ou parcialmente no tempo atômico.

Vários tipos de segundo e dia são usados ​​como o intervalo de tempo básico para a maioria das escalas de tempo. Outros intervalos de tempo (minutos, horas e anos) são geralmente definidos em termos desses dois.

Padrões de tempo com base na rotação da Terra

O tempo solar aparente ('aparente' é frequentemente usado em fontes da língua inglesa, mas 'verdadeiro' na literatura astronômica francesa) é baseado no dia solar, que é o período entre um meio-dia solar (passagem do Sol real através do meridiano ) e o próximo. Um dia solar tem aproximadamente 24 horas de tempo médio. Como a órbita da Terra em torno do Sol é elíptica e devido à obliquidade do eixo da Terra em relação ao plano da órbita (a eclíptica) , o dia solar aparente varia algumas dezenas de segundos acima ou abaixo do valor médio de 24 horas. À medida que a variação se acumula ao longo de algumas semanas, existem diferenças de até 16 minutos entre o tempo solar aparente e o tempo solar médio (consulte a Equação do tempo ). No entanto, essas variações se cancelam ao longo de um ano. Existem também outras perturbações, como a oscilação da Terra, mas essas são menos de um segundo por ano.

O tempo sideral é o tempo das estrelas. Uma rotação sideral é o tempo que a Terra leva para fazer uma revolução com rotação para as estrelas, aproximadamente 23 horas 56 minutos e 4 segundos. Para um trabalho astronômico preciso em terra, era comum observar o tempo sideral em vez do tempo solar para medir o tempo solar médio, porque as observações de estrelas "fixas" podiam ser medidas e reduzidas com mais precisão do que as observações do Sol (apesar da necessidade para fazer várias pequenas compensações, para refração, aberração, precessão, nutação e movimento adequado). É bem sabido que as observações do Sol representam obstáculos substanciais para a obtenção de precisão na medição. Antigamente, antes da distribuição de sinais de tempo precisos, fazia parte do trabalho de rotina em qualquer observatório observar os tempos siderais de trânsito meridiano de 'estrelas do relógio' selecionadas (de posição e movimento bem conhecidos), e usá-los para corrigir relógios de observatório executando o tempo sideral médio local; mas hoje em dia o tempo sideral local é geralmente gerado por computador, com base em sinais de tempo.

O tempo solar médio era originalmente o tempo solar aparente corrigido pela equação do tempo . O tempo solar médio era algumas vezes derivado, especialmente no mar para fins de navegação, observando o tempo solar aparente e adicionando a ele uma correção calculada, a equação do tempo , que compensava duas irregularidades conhecidas, causadas pela elipticidade da órbita da Terra e a obliquidade do equador da Terra e eixo polar para a eclíptica (que é o plano da órbita da Terra em torno do Sol).

A hora média de Greenwich ( GMT ) foi originalmente a hora média deduzida das observações dos meridianos feitas no Royal Greenwich Observatory (RGO). O meridiano principal desse observatório foi escolhido em 1884 pela Conferência Internacional de Meridianos para ser o Meridiano Principal. GMT com esse nome ou como 'hora média em Greenwich' costumava ser um padrão de hora internacional, mas não é mais; foi inicialmente renomeado em 1928 como Tempo Universal (UT) (em parte como resultado de ambigüidades decorrentes da mudança na prática de iniciar o dia astronômico à meia-noite em vez de meio-dia, adotada a partir de 1º de janeiro de 1925). A versão refinada mais atual do UT, UT1 , ainda é, na realidade, hora média em Greenwich. O horário de Greenwich ainda é o horário legal no Reino Unido (no inverno, e ajustado em uma hora para o horário de verão). Mas o Tempo Universal Coordenado (UTC) (uma escala de tempo com base atômica que sempre é mantida dentro de 0,9 segundo de UT1) é de uso real comum no Reino Unido, e o nome GMT é freqüentemente usado de maneira imprecisa para se referir a ele. (Veja os artigos Greenwich Mean Time , Universal Time , Coordinated Universal Time e as fontes que eles citam.)

O Tempo Universal ( UT ) é o tempo solar médio a 0 ° de longitude; algumas implementações são

  • UT0 é o tempo de rotação de um determinado local de observação. É observado como o movimento diurno de estrelas ou fontes de rádio extraterrestres.
  • UT1 é calculado corrigindo UT0 para o efeito do movimento polar na longitude do local de observação. Ele varia de uniformidade por causa das irregularidades na rotação da Terra.

Padrões de tempo para cálculos de movimento planetário

O tempo das efemérides e suas escalas de tempo sucessoras descritas abaixo foram todos destinados ao uso astronômico, por exemplo, em cálculos de movimento planetário, com objetivos incluindo uniformidade, em particular, liberdade de irregularidades da rotação da Terra. Alguns desses padrões são exemplos de escalas de tempo dinâmicas e / ou escalas de tempo coordenadas .

  • Ephemeris Time ( ET ) foi de 1952 a 1976 um padrão de escala de tempo oficial da União Astronômica Internacional ; era uma escala de tempo dinâmica baseada no movimento orbital da Terra em torno do Sol, da qual a efeméride segundo foi derivada como uma fração definida do ano tropical. Esta efeméride segundo foi o padrão para osegundo SI de 1956 a 1967, e também foi a fonte para calibração do relógio atômico de césio ; seu comprimento foi quase duplicado, dentro de 1 parte em 10 10 , no tamanho do segundo SI atualreferido ao tempo atômico. Este padrão de tempo de efemérides era não relativístico e não atendia às necessidades crescentes deescalas de tempo de coordenadas relativísticas. Ele estava em uso para os almanaques oficiais e efemérides planetárias de 1960 a 1983, e foi substituído nos almanaques oficiais de 1984 e depois, por Jet Propulsion Laboratory Development Ephemeris DE200numericamente integrado(com base na escala de tempo de coordenadas relativísticas T eph ).

Para aplicações na superfície da Terra, o substituto oficial do ET foi Terrestrial Dynamical Time (TDT), desde então redefinido como Terrestrial Time (TT). Para o cálculo das efemérides, TDB foi oficialmente recomendado para substituir ET, mas foram encontradas deficiências na definição de TDB (embora não afetando T eph ), e estas levaram a IAU a definir e recomendar mais escalas de tempo, Tempo de Coordenadas Baricêntricas (TCB) para uso no sistema solar como um todo e Tempo de Coordenadas Geocêntricas (TCG) para uso nas proximidades da Terra. Conforme definido, TCB (conforme observado da superfície da Terra) é de taxa divergente em relação a todas as ET, T eph e TDT / TT; e o mesmo é verdade, em menor grau, do TCG. As efemérides do sol, da lua e dos planetas em uso corrente e oficial continuam a ser aquelas calculadas no Laboratório de Propulsão a Jato (atualizado a partir de 2003 para DE405 ) usando como argumento T eph .

  • O Tempo Dinâmico Terrestre ( TDT ) substituiu o Tempo das Efemérides e manteve a continuidade com ele. TDT é uma escala de tempo atômica uniforme, cuja unidade é o segundo SI. O TDT está vinculado em sua taxa ao segundo SI, assim como o Tempo Atômico Internacional (TAI), mas porque TAI foi definido arbitrariamente em seu início em 1958 para ser inicialmente igual a uma versão refinada de UT, TT é compensado de TAI, por uma constante de 32,184 segundos. O deslocamento forneceu uma continuidade do Tempo das Efemérides até o TDT. Desde então, o TDT foi redefinido como Tempo Terrestre (TT).
  • O Tempo Dinâmico Baricêntrico ( TDB ) é semelhante ao TDT, mas inclui correções relativísticas que movem a origem para o baricentro. TDB difere de TT apenas em termos periódicos. A diferença é de no máximo 2 milissegundos.

Em 1991, a fim de esclarecer as relações entre as coordenadas do espaço-tempo, foram introduzidas novas escalas de tempo, cada uma com um referencial diferente. O tempo terrestre é o tempo na superfície da Terra. Tempo de Coordenadas Geocêntricas é uma escala de tempo de coordenadas no centro da Terra. O tempo de coordenadas baricêntricas é uma escala de tempo de coordenadas no centro de massa do Sistema Solar , que é chamado de baricentro. O Tempo Dinâmico Baricêntrico é um tempo dinâmico no baricentro.

  • O Tempo Terrestre ( TT ) é a escala de tempo que anteriormente era chamada de Tempo Dinâmico Terrestre. Agora é definido como uma escala de tempo coordenada na superfície da Terra.
  • O tempo coordenado geocêntrico ( TCG ) é um tempo coordenado que tem sua origem espacial no centro da massa da Terra. TCG está linearmente relacionado a TT como: TCG - TT = L G * (JD -2443144,5) * 86400 segundos, com a diferença de escala L G definida como 6,969290134e-10 exatamente.
  • O Tempo de Coordenadas Baricêntricas ( TCB ) é um tempo de coordenadas tendo sua origem espacial no baricentro do Sistema Solar. TCB difere de TT em taxa e outros termos principalmente periódicos. Negligenciando os termos periódicos, no sentido de uma média de um longo período de tempo, os dois estão relacionados por: TCB - TT = L B * (JD -2443144,5) * 86400 segundos. De acordo com o IAU, a melhor estimativa da diferença de escala L B é 1,55051976772e-08.

Padrões de tempo construídos

O Horário Atômico Internacional é o principal padrão de horário internacional a partir do qual outros padrões de horário, incluindo UTC, são calculados. TAI é mantido pelo BIPM (International Bureau of Weights and Measures) e é baseado na entrada combinada de muitos relógios atômicos ao redor do mundo , cada um corrigido para efeitos ambientais e relativísticos. É a realização primária do Tempo Terrestre .

O Tempo Universal Coordenado ( UTC ) é uma escala de tempo atômica projetada para aproximar o Tempo Universal . UTC difere de TAI por um número inteiro de segundos. O UTC é mantido dentro de 0,9 segundo do UT1 pela introdução de etapas de um segundo ao UTC, o " segundo bissexto ". Até o momento essas etapas (e a diferença "TAI-UTC") sempre foram positivas.

A hora padrão ou a hora civil em uma região desvia uma quantidade fixa e redonda, geralmente um número inteiro de horas, de alguma forma de hora universal , agora geralmente UTC. O deslocamento é escolhido de forma que um novo dia comece aproximadamente enquanto o sol está cruzando omeridianodo nadir . Veja Fuso horário . Como alternativa, a diferença não é realmente fixa, mas muda duas vezes por ano em um período redondo, geralmente uma hora, consulte Horário de verão .

Outras escalas de tempo

O número do dia juliano é uma contagem de dias decorridos desde o meio-dia de Greenwich em 1º de janeiro de 4713 aC, calendário proléptico juliano. A data juliana é o número do dia juliano seguido pela fração do dia decorrido desde o meio-dia anterior. Convenientemente para os astrônomos, isso evita o salto de data durante uma noite de observação.

O dia juliano modificado (MJD) é definido como MJD = JD - 2400000,5. Um dia MJD, portanto, começa à meia-noite, data civil. As datas julianas podem ser expressas em UT, TAI, TDT, etc. e, portanto, para aplicações precisas, a escala de tempo deve ser especificada, por exemplo, MJD 49135.3824 TAI.

Veja também

Notas

Referências

Citações

Fontes

  • IExplanatory Supplement to the Astronomical Almanac, PK Seidelmann, ed., University Science Books, 1992, ISBN  0-935702-68-7 .

links externos