Координирано универсално време и атомно време »SciLogs - Научни блогове

Сега отново е актуален, ЕС може да отмени двугодишната смяна на часовника. Това е добър повод да пишете за отлично и относително време. Разбира се, става въпрос и за очевидното противоречие с теорията на относителността: Защо човек може да определи универсално време, когато времето е относително.

Но нека първо включим моето изявление за промяната на времето: Често използвах промяната на времето като възможност да пиша тук за времето или часовниците. Това е единственият аспект, който ще ми липсва по отношение на промяната на времето. Според мен ползите са твърде малки, за да оправдаят усилията, свързани с смяната на часовника всяка година.

Ако трябваше да се върнем към целогодишен часови пояс, бих предпочел нормалното централноевропейско време, CET, което е с един час преди универсалното стандартно време, над това, което е известно като лятно часово време CEST. От една страна, защото е по-близо до идеалното астрономическо време, когато слънцето е най-високо на 12. От друга страна, защото вече трябва да ставаме на тъмно през зимата. Слънцето изгрява едва в девет и половина в най-кратките дни. Девет и половина определено би било твърде късно за мен.

Ако искате да прочетете повече за часовите зони, препоръчвам тази графа на Spektrum.de.

Часови точки

В една от последните статии се занимавах с някои технически аспекти на времето. По този начин оставих един важен аспект на измерването на времето, а само писах за правилното измерване на времевите последователности, на продължителността. С други думи, относно точността на часовниците. Сега бих искал да се погрижа за координирани точки във времето, универсално време. Можем да мислим за възрастта на Вселената в световен мащаб или да останем на земята. Нека останем тук засега.

Световно време според слънцето

Часовите зони са малък проблем при техническото измерване на времето. Те просто преименуват едното универсално време (UTC), което съвпада с часовата зона на Лондон, средно време по Гринуич (GMT). Нашето стандартно време, централноевропейско време (CET), е с един час преди UTC; лятното ни време, заедно с часовите зони на Атина и Хелзинки, е с два часа напред. Това са просто преобразувания по едно и също време.

В исторически план времената се определят според позицията на слънцето: 12:00 часа на обяд GMT е, когато слънцето в Гринуич е точно на юг, т.е. когато надвишава 0-та степен на дължина. 12 обяд CET е когато слънцето е над 15 градуса дължина и след лятното часово време е над 30 градуса по обяд, т.е.в Санкт Петербург на юг.

Атомно време - ако искате да знаете точно

Сега измерването на времето е много по-точно от слънцето и затова в наши дни Координираното универсално време се дефинира чрез международното атомно време (TAI). Тъй като атомните часовници са толкова точни, при дефинирането на световното време трябва да бъде избрана малко по-различна втора дефиниция от SI втора. SI секундата е времето, в което резонансно трептене на изотопа на цезий-133 трепва 9 192 631 770 пъти.

Според теорията на относителността обаче времето изтича с различни скорости в зависимост от скоростта и надморската височина в гравитационното поле. Секунден часовник на SI в планината след известно време би се преместил преди часовник на морското равнище. Бързо движещият се часовник с течение на времето ще се забави в сравнение със стационарния. Следователно TAI се определя като времето, което часовникът ще измерва на морското равнище. Всички часовници на световните институти за стандарти за време са коригирани за това определение и синхронизирани помежду си. Така възниква международното атомно време.

Обаче въртенето на земята приблизително съвпада с TAI. Земята отнема малко по-дълго от 24 TAI часа, за да завърши една революция. Следователно от нас се вмъква високосна секунда, за да се определи координираното универсално време. Следователно UTC в момента изостава с 27 секунди от TAI. Времето на системата за сателитна навигация GPS е между тях. Това е 19 секунди зад TAI и ще остане така, защото GPS не отнема високосни секунди.

Публикувано от Йоахим Шулц

Йоахим Шулц е ръководител на група за пробна среда в European XFEL GmbH в Schenefeld близо до Хамбург. Научната му кариера започва в квантовата оптика, където изучава взаимодействието на отделни атоми с лазерни полета. Наред с други неща, тя го запозна с атомната физика със синхротронно излъчване и физиката на клъстерите със свободни електронни лазери. В продължение на четири години той планира, създава и провежда експерименти за кохерентна рентгенова дифракция на биомолекули в Центъра за наука за свободни електронни лазери (CFEL) в Хамбург. В свободното си време той пише, например, тук в блога или на началната си страница "Joachims Quantenwelt".

21 коментара

В коментар по тази тема веднъж прочетох, че ME (S) Z трябва да се прилага и за страни на запад от нулева дължина като Испания. Това дори е вярно. Ако преместите мишката над Мадрид, нашето време се показва. И главният меридиан минава през място на източния бряг (Коста Бланка).

@Martin Holzherr 17 септември 2018 г. в 10:36 ч

Не беше ли оправдано лятното часово време с икономии на енергия? Забелязва се също така, че е въведен по време на Първата световна война.

@Rudi Knoth: Summertime беше въведен дванадесет пъти, а именно поне веднъж в над 70 държави, които познава днес, но често няколко пъти, тъй като промяната междувременно беше обърната. И да, в определени моменти - например след енергийната криза от 70-те години - това беше оправдано с икономии на енергия (стана особено популярно в Северна Америка и Европа и започна през 70-те години в резултат на енергийната криза от 70-те години).

Въвеждането или премахването на лятното часово време в една държава винаги е имало влияние върху околните страни, тъй като разликата във времето е изключително непрактична за търговията между държавите. Другите (предимно по-малките държави) трябваше да продължат, ако по-голяма държава внезапно въведе лятно часово време или просто го отмени.

Накратко: с въвеждането на лятното часово време, което в крайна сметка беше социално/политически обосновано, бяха създадени нови проблеми. Може би важна част от политиката се състои не само от решаване на проблеми, но и от създаване и създаване на нови проблеми! Защото ако няма проблеми, тогава политиците изобщо не се нуждаят от тях. И политиците искат да избегнат това много.

Ако избягвате високосни секунди, избягвате грешки, мисля. Това също: Ето защо UTC в момента е на 27 секунди зад TAI. Времето на системата за сателитна навигация GPS е между тях. Тя изостава на 19 секунди от TAI
Вместо да се въвеждат скокови секунди отново и отново при необходимост, струва ми се по-добра идея да синхронизирате може би веднъж годишно или дори по-малко.

В СССР беше въведено декретното време, което поставяше часовниците напред с 1 час през цялата година, така че най-високото слънце беше в 13:00. Впоследствие той беше премахнат и оттогава бе въведен отново.

Постоянното лятно часово време, както е планирано от ЕС (или по-скоро предложено от Юнкер), е глупост, както Йоахим Шулц обясни по-горе. Разбира се, вече има опит с него. Русия имаше постоянно лятно часово време още през 2011 г. и отново се сбогува с нея заради безсънните зимни утрини през 2014 г.

Тогава защо определени хора и групи по интереси искат лятно часово време (вероятно дори постоянно)? Съвсем просто: Защото много бизнес области се възползват от това. Има повече пазаруване вечер, когато слънцето все още грее и туризмът също носи ползи.

Ето раздела за постоянно лятно часово време от Wikipedia, преведен от DeepL:
Понякога се препоръчва промяна на „постоянно лятно часово време“ (целогодишно лятно часово време без смяна на времето) и в момента се използва в някои страни като Беларус, [76] някои части на Русия (напр. Новосибирск), Канада (напр. Саскачеван), Турция, Намибия и Сао Томе и Принцип изпълнен. Това може да е резултат от спазване на часовата зона на съседен регион, политическа воля или други причини. Привържениците цитират същите предимства като нормалното лятно часово време без проблемите, свързани с двугодишните часови отмествания. Въпреки това мнозина все още не са убедени в ползите, тъй като цитират едни и същи проблеми и относително късни изгреви, особено през зимата, които носи целогодишното лятно време [12].

Русия премина към постоянно лятно часово време от 2011 до 2014 г., но този ход се оказа непопулярен поради късните зимни изгреви, така че страната завинаги се върна към „Стандарт“ или „Зимно часово време“ за цялата Руска федерация през 2014 г. [162], че Обединеното кралство и Ирландия също експериментираха с целогодишно лятно часово време между 1968 и 1971 г., напредвайки часовниците с един извънреден труд по време на Втората световна война. [163].

Господин Шулц пише.

Следователно TAI се определя като времето, което часовникът ще измерва на морското равнище. Всички часовници на световните институти за стандарти за време са коригирани за това определение и синхронизирани помежду си. Така възниква международното атомно време.

Означава ли това в конкретни термини, че часовниците, разположени по-нагоре, се регулират, така че те да маркират по-бавно с коефициент 1-g * h/c² и по този начин се постига синхронна скорост с часовници на морското равнище?

По принцип да. В случай на високо прецизни часовници, обикновено не детонирате самия часовник, а по-скоро правите софтуерна корекция на стойностите. Така че има таблица с отместване и отклонение, която може да се използва за преобразуване на времето, измерено от часовника, в TAI.

Възможно е изотопът на цезий 133 да не вибрира навсякъде по един и същи начин, в зависимост от други параметри, отколкото изглежда, че са средно на земята на гореспоменатата надморска височина и като мярка за време той може да бъде описан само лошо или относително като „универсален“?

MFG + хубава седмица,
Д-р Webbaer

PS:
Така нареченото лятно часово време беше популяризирано и въведено по това време, тъй като изглежда по-добре отговаря на ежедневието, особено на работещия, отколкото статичното или независимо от сезона време, така че трудовите договори не трябва да се коригират отделно, както и другите срещи.
Това се отбелязва от положителната страна, а от негативната остава За да отбележим патернализма, освен така нареченото лятно време е (за някои) и нерфик.

Малко ОТ (но всъщност само малко): В момента се извършват изследвания за използването на този ефект за измерване на геодезическа височина, т.е.използване на преносим атомен часовник за сравняване на разликата в скоростта с фиксиран референтен атомен часовник по радиосигнал и по този начин за определяне на височината над морското равнище. Нарича се релативистка геодезия.

Горивна глава
фиксиран референтен атомен часовник осигурява референцията. Кой гарантира, че този часовник не е точно над някаква аномалия на земната плътност? Или преносимият атомен часовник?
Измерването на разстоянието чрез сателит изглежда по-логично, тъй като измерва действителната надморска височина.

@ Карл
Може би мога да разбера възражението ви за атомния часовник, който се използва за измервания, но не и за референтния атомен часовник. Ако сложа една, тогава знам и къде да я сложа, т.е. H. на каква височина и дали тя седи на гравитационна аномалия.

И обратно, ако надморската височина е известна, преносимият атомен часовник също може да се използва за изчисляване на гравитационния потенциал, т.е.да се определи дали има гравитационна аномалия.

Горивна глава
последната идея е добра !

Също така не атомният часовник предоставя референтната информация, а повече от 400 часовника в над 50 лаборатории по целия свят, които предоставят стандарта.
https://en.wikipedia.org/wiki/International_Atomic_Time#Operation

За тези, които се интересуват от въпроса: Преглед на методологията на хронометричната геодезия можете да намерите тук (отворен достъп):

Паком Делва и Ян Гершл. Теоретични инструменти за релативистка гравиметрия, градиометрия и хронометрична геодезия и приложение към параметризирана пост-нютонова метрика. Вселена 2017 г., 3 (1), 24; DOI: 10.3390/вселена3010024

Какъв смисъл би имало всъщност, ако веднага след като бъде отменен преминаването към целия ЕС, изберете друга часова зона (камо ли да оставите страните да изберат своя собствена) от тази, която също съответства на географската дължина - в DE, т.е.?

@Незначителен
Обяснението, което получих е, че през лятото след CET ще бъде светло твърде рано. Всеки, който спи чувствително, се събужда в четири часа сутринта поради настъпването на здрача и не може да заспи отново. Тъй като е много по-лесно да се преодолее тъмнината с електрическа светлина, отколкото да се затъмни напълно една спалня, мнозина предпочитат постоянно лятно часово време (или Атина/Хелзинки/Санкт Петербург)

Но мисля, че това е слаб аргумент, защото много изследователи на съня вече посочват, че нашето общество е по-вероятно да стане твърде рано, отколкото твърде късно. Мнозина смятат, че училището започва в осем часа твърде рано. С постоянно лятно време, което би било много по-трудно през зимата.

Тъй като е много по-лесно да се преодолее тъмнината с електрическа светлина, отколкото да се затъмни напълно една спалня, мнозина предпочитат постоянно лятно часово време ...

което, разбира се, обръща първоначалния смисъл на промяната на времето, поради което би имало смисъл отново в даден момент. Генерирането на светлина изисква енергия.

Но мисля, че това е слаб аргумент