Tempo Terrestre - Terrestrial Time

O Tempo Terrestre ( TT ) é um padrão de tempo astronômico moderno definido pela União Astronômica Internacional , principalmente para medições de tempo de observações astronômicas feitas da superfície da Terra. Por exemplo, o Almanaque Astronômico usa TT para suas tabelas de posições ( efemérides ) do Sol, da Lua e dos planetas vistos da Terra. Nesta função, TT continua o Tempo Dinâmico Terrestre (TDT ou TD), que sucedeu o tempo de efeméride (ET) . TT compartilha o propósito original para o qual o ET foi projetado, para ser livre das irregularidades na rotação da Terra .

A unidade de TT é o segundo SI , cuja definição é baseada atualmente no relógio atômico de césio , mas TT não é definido por relógios atômicos. É um ideal teórico, e os relógios reais podem apenas aproximar-se dele.

TT é diferente da escala de tempo freqüentemente usada como base para fins civis, o Tempo Universal Coordenado (UTC). O TT é indiretamente a base do UTC, via International Atomic Time (TAI). Por causa da diferença histórica entre TAI e ET quando o TT foi introduzido, o TT está aproximadamente 32,184 s à frente do TAI.

História

A definição de um padrão de tempo terrestre foi adotada pela União Astronômica Internacional (IAU) em 1976 em sua XVI Assembleia Geral e mais tarde denominada Tempo Dinâmico Terrestre (TDT). Era a contrapartida do Tempo Dinâmico Baricêntrico (TDB), que era um padrão de tempo para efemérides do sistema solar , a ser baseado em uma escala de tempo dinâmica . Ambos os padrões de tempo acabaram sendo definidos de maneira imperfeita. Também foram expressas dúvidas sobre o significado de 'dinâmico' no nome TDT.

Em 1991, na Recomendação IV da XXI Assembleia Geral , a IAU redefiniu o TDT, também renomeando-o como "Tempo Terrestre". TT foi formalmente definido em termos de Tempo Coordenado Geocêntrico (TCG), definido pela IAU na mesma ocasião. TT foi definido como uma escala linear de TCG, de forma que a unidade de TT é o segundo SI no geóide (superfície da Terra ao nível médio do mar). Isso deixava a proporção exata entre o tempo TT e o tempo TCG como algo a ser determinado pelo experimento. A determinação experimental do potencial gravitacional na superfície do geóide é uma tarefa da geodésia física .

Em 2000, o IAU alterou muito ligeiramente a definição de TT ao adotar um valor exato para a razão entre o tempo TT e TCG, como 1 -6,969 290 134 × 10 −10 (conforme medido na superfície do geóide, a taxa de TCG é ligeiramente mais rápida do que a de TT, veja abaixo, Relações relativísticas de TT ).

Definição atual

TT difere do Tempo de Coordenadas Geocêntricas (TCG) por uma taxa constante. Formalmente, é definido pela equação

onde TT e TCG são contagens lineares de segundos SI em Tempo Terrestre e Tempo de Coordenadas Geocêntricas, respectivamente, é a diferença constante nas taxas das duas escalas de tempo e é uma constante para resolver as épocas (veja abaixo). é definido exatamente como6,969 290 134 × 10 −10 (Em 1991, quando TT foi definido pela primeira vez, era para ser determinado por experimento, e a melhor estimativa disponível era6,969 291 × 10 −10 ).

A equação que liga TT e TCG mais comumente tem a forma

onde é a hora TCG expressa como uma data juliana (JD) . Esta é apenas uma transformação da contagem bruta de segundos representada pela variável TCG, portanto, essa forma da equação é desnecessariamente complexa. O uso de uma data juliana especifica a época completamente. A equação acima é freqüentemente fornecida com a Data Juliana 2443 144,5 para a época, mas isso é inexato (embora de forma inadequada, devido ao tamanho pequeno do multiplicador ). O valor 2443 144,500 3725 está exatamente de acordo com a definição.

As coordenadas de tempo nas escalas TT e TCG são especificadas convencionalmente usando meios tradicionais de especificação de dias, herdados de padrões de tempo não uniformes com base na rotação da Terra. Especificamente, tanto as datas julianas quanto o calendário gregoriano são usados. Para continuidade com seu predecessor Ephemeris Time (ET), TT e TCG foram configurados para coincidir com ET por volta da Data Juliana 2443 144,5 (1977-01-01T00Z). Mais precisamente, foi definido que o instante TT 1977-01-01T00: 00: 32.184 exatamente e o instante TCG 1977-01-01T00: 00: 32.184 correspondem exatamente ao instante International Atomic Time (TAI) 1977-01-01T00: 00: 00.000 exatamente. Este também é o instante em que o TAI introduziu correções para a dilatação do tempo gravitacional .

TT e TCG expressos como datas julianas podem ser relacionados de forma precisa e mais simples pela equação

onde é 2443 144,500 3725 exatamente.

Realização

TT é um ideal teórico, não dependente de uma realização particular. Para fins práticos, o TT deve ser realizado por relógios reais no sistema terrestre.

A principal realização do TT é fornecida pela TAI. O serviço TAI, executado desde 1958, tenta igualar a taxa de tempo adequada no geóide, usando um conjunto de relógios atômicos espalhados pela superfície e baixo espaço orbital da Terra. O TAI é canonicamente definido retrospectivamente, em boletins mensais, em relação às leituras apresentadas por aquele determinado grupo de relógios atômicos da época. As estimativas do TAI também são fornecidas em tempo real pelas instituições que operam os relógios participantes. Por causa da diferença histórica entre TAI e ET quando TT foi introduzido, a realização TAI de TT é definida assim:

Como o TAI nunca é revisado depois de publicado, é possível que erros nele se tornem conhecidos e permaneçam sem correção. Assim, é possível produzir uma melhor realização do TT com base na reanálise dos dados históricos do TAI. O Bureau Internacional de Pesos e Medidas ( BIPM ) tem feito isso aproximadamente anualmente desde 1992. Essas realizações de TT são nomeadas na forma "TT (BIPM08)", com os dígitos indicando o ano de publicação. Eles são publicados na forma de tabela de diferenças do TT (TAI). O último em março de 2020 é TT (BIPM19).

As comunidades internacionais de cronometragem de precisão, astronomia e transmissões de rádio consideraram a criação de uma nova escala de tempo de precisão baseada em observações de um conjunto de pulsares . Esta nova escala de tempo de pulsar servirá como um meio independente de calcular TT e pode eventualmente ser útil para identificar defeitos no TAI.

Aproximação

Às vezes, os tempos descritos em TT são usados ​​em situações em que as propriedades teóricas detalhadas de TT não são significativas. Onde a precisão de milissegundos é suficiente (ou mais do que suficiente), TT pode ser resumido das seguintes maneiras:

  • Com uma precisão de milissegundos, TT é paralelo à escala de tempo atômica ( International Atomic Time , TAI) mantida pelo BIPM . TT está à frente de TAI e pode ser aproximado como TT ≅ TAI + 32,184 segundos. (O deslocamento de 32,184 s surge da história).
  • TT também é paralelo à escala de tempo do GPS , que tem uma diferença constante do tempo atômico (TAI - tempo do GPS = +19 segundos), de forma que TT ≅ tempo do GPS + 51,184 segundos.
  • TT é, na verdade, uma continuação (mas é mais precisamente uniforme) do antigo Tempo das Efemérides (ET). Ele foi projetado para a continuidade com ET e funciona na taxa do segundo SI, que por sua vez foi derivada de uma calibração usando o segundo de ET (consulte, em Tempo de efemérides, Redefinição do segundo e Implementações ).
  • TT está ligeiramente à frente de UT1 (uma medida refinada do tempo solar médio em Greenwich) por um valor conhecido como ΔT = TT - UT1. ΔT foi medido em +67,6439 segundos (TT à frente de UT1) às 0h UTC em 1º de janeiro de 2015; e por cálculo retrospectivo, ΔT estava próximo de zero por volta do ano 1900. A diferença ΔT, embora um tanto imprevisível em detalhes finos, deverá continuar a aumentar, com UT1 ficando cada vez (mas irregularmente) mais atrás de TT no futuro.

Relações relativísticas

Observadores em locais diferentes, que estão em movimento relativo ou em altitudes diferentes, podem discordar sobre as taxas dos relógios uns dos outros, devido aos efeitos descritos pela teoria da relatividade . Como resultado, TT (mesmo como um ideal teórico) não corresponde ao tempo adequado de todos os observadores.

Em termos relativísticos, TT é descrito como o tempo adequado de um relógio localizado no geóide (essencialmente , nível médio do mar ). No entanto, TT agora é realmente definido como uma escala de tempo de coordenada . A redefinição não alterou quantitativamente TT, mas, em vez disso, tornou a definição existente mais precisa. Com efeito, ele definiu o geóide (nível médio do mar) em termos de um nível particular de dilatação do tempo gravitacional em relação a um observador nocional localizado em altitudes infinitamente altas.

A presente definição de TT é uma escala linear de Tempo Coordenado Geocêntrico (TCG), que é o tempo adequado de um observador nocional que está infinitamente longe (portanto não é afetado pela dilatação do tempo gravitacional) e em repouso em relação à Terra. TCG é usado até agora principalmente para fins teóricos em astronomia. Do ponto de vista de um observador na superfície da Terra, o segundo de TCG passa um pouco menos do que o segundo SI do observador. A comparação do relógio do observador com o TT depende da altitude do observador: eles coincidem com o geóide, e os relógios em altitudes mais altas marcam um pouco mais rápido.

Veja também

Referências

links externos