Delta T

Съдържание

Тънкости на дефиницията

Малко различни дефиниции могат да бъдат намерени в литературата, публикувана по различно време ΔT (в зависимост от това кой единен времеви мащаб е препоръчан за използване при астрономически изчисления едновременно или друго):

ΔT = ET - UT (преди 1984 г.)
ΔT = TDT - UT (1984 до 2001)
ΔT = TT - UT (от 2001 г. до днес).

В допълнение, „Universal Time“ може да означава една от неговите версии (UT0, UT1 и др.). Следователно в специализираната литература е обичайно да се посочва какво се разбира под ΔT, напр. "DTD - UT1", което означава "Динамично земно време минус универсално време UT1 версия".

Въпреки някои промени в дефиницията, физическото значение на ΔT не се променя - това е разликата между идеалното равномерно текущо време и "времето" поради действителното въртене на Земята (което забавя и забавя неравномерно).

На неравномерното въртене на Земята около оста си

Универсалното време (UT) е времева скала, базирана на дневното въртене на Земята, която не е напълно еднородна за относително кратки интервали от време (от дни до векове) и следователно всяко измерване на времето въз основа на такава скала не може да има точност по-добра от 1: 10 8. Основният ефект обаче се появява в големи часове: в мащаба на вековете приливното триене постепенно забавя скоростта на въртене на Земята с около 2,3 ms/ден/век. Има обаче и други причини, които променят скоростта на въртене на Земята. Най-важното от тях е въздействието на топенето на ледената покривка на континента в края на последната ледникова епоха. Това доведе до намаляване на мощното натоварване на земната кора и следледниковата релаксация, придружени от изправянето и издигането на кората в околополярните области - процес, който продължава и до днес, докато се постигне изостатично равновесие. Този следледников ефект на релаксация кара масите да се приближават до оста на въртене на Земята, което я кара да се върти по-бързо (закон за запазване на ъгловия импулс). Ускорението, получено от този модел, е около -0,6 ms/ден/век. По този начин общото ускорение (всъщност забавяне) на въртенето на Земята или промяната в дължината на средния слънчев ден е +1,7 ms/ден/век. Тази стойност съответства добре на средната скорост на забавяне на въртенето на Земята през последните 27 века. [един]

Наземното време (TT) е теоретично единна времева скала, определена за поддържане на приемственост с предходната еднородна времева скала на ефемеридите (ET). ET се основава на физическа величина, независима от въртенето на Земята, предложена (и приета за употреба) през 1948-52 г. [2] с намерението да се получи възможно най-еднакво и независимо от гравитационните ефекти времева скала по това време. Определението за ET се основава на слънчевите таблици. Саймън Нюком (1895), тълкуван по нов начин, за да се отчетат определени несъответствия в наблюденията. [3]

Определяне на Delta T от наблюдения

Времето, определено от положението на Земята (по-точно ориентацията на меридиана в Гринуич спрямо фиктивното средно Слънце) е неразделна част от скоростта на въртене. При интегриране, като се вземе предвид промяната в продължителността на деня с +1,7 ms/ден/век и избора на начална точка през 1820 г. (приблизителната среда на интервала за наблюдение, използван от Newcomb за определяне на продължителността на деня), за ΔT, в първото приближение, парабола 31 × ((Година - 1820)/100) ² за секунди. Изгладените данни, получени от анализа на исторически данни за наблюдения на пълни слънчеви затъмнения, дават ΔT стойности от около +16800 s за -500, +10600 s за 0, +5700 s за 500, +1600 s за 1000 и +180 s през 1500 г. За времето от изобретението на телескопа ΔT се определя от наблюдения на покритието на звездите от Луната, което позволява да се получат по-точни и по-чести стойности на величината. Корекцията на ΔT продължава да намалява след 16 век, докато достигне плато от + 11 ± 6 s между 1680 и 1866. В продължение на три десетилетия до 1902 г. той остава отрицателен с минимум -6,64 s, след което започва да нараства до +63,83 s през 2000 г. В бъдеще ΔT ще се увеличава с нарастваща скорост (квадратично). Това ще изисква добавяне на все повече и повече скокови секунди към координираното универсално време (UTC), тъй като UTC трябва да се поддържа с точност до една секунда спрямо единната скала UT1. (Вторият SI, използван в момента за UTC, вече е малко по-кратък от текущото средно слънчево време, второ по време на приемането. [7]) Физически, основният меридиан за универсалното време е почти винаги на изток от меридиана на земното време, както в минало и в бъдещето ... +16800 s или 4⅔ часа съответстват на 70 ° E Това означава, че в −500, поради по-бързото въртене на Земята, слънчевото затъмнение е настъпило на 70 ° на изток от позицията, което следва от изчисленията, използващи еднородно време.

Всички ΔT стойности преди 1955 г. зависят от наблюденията на Луната, свързани или с затъмнения, или с покрития. Запазването на ъгловия импулс в системата Земя-Луна изисква намаляването на ъгловия импулс на Земята поради приливно триене да се прехвърли на Луната, увеличавайки ъгловия импулс, което означава, че разстоянието му от Земята трябва да се увеличи, което, в завой, поради третия закон на Кеплер, води до забавяне на въртенето на луната около земята. Горните ΔT стойности приемат, че ускорението на Луната, свързано с този ефект, е dн/ dt = −26 "/ век², където н Е средната ъглова сидерична скорост на Луната. Това е близо до най-добрите експериментални оценки за dн/ dt, получено през 2002 г .: -25,858 ± 0,003 "/ век² [8], и следователно оценките на ΔT, получени по-рано въз основа на стойността на -26"/век², като се вземат предвид несигурностите и изглаждащите ефекти при експериментални наблюдения, не е необходимо да бъдат преизчислени. В днешно време UT се определя чрез измерване на ориентацията на Земята по отношение на инерционната референтна рамка, свързана с извънгалактически радиоизточници, коригирана за приетата връзка между сидеричното и слънчевото време. Тези измервания, извършени в няколко обсерватории, се координират от Международната служба за ротация на земята (IERS).