Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Күн уақытының атом уақытынан ауытқуының өзгеруін өлшеу. Күннің ұзақтығындағы ұзақ мерзімді өзгеріс.
Measure of variation of solar time from atomic time
long term drift in the length of a day
Нақты уақытты есептеуде ΔT (Delta T, delta T, deltaT немесе DT) – Жердің айналу периодының Халықаралық атом уақытының (86,400 секунд) белгіленген ұзындығынан жинақталған ауытқуының өлшемі. Формальды түрде ΔT – уақыт айырмашылығы: 1=ΔT = TT − UT, яғни ғаламдық уақыт (UT, Жердің айналуымен анықталады) пен жер уақыты (TT, Жердің айналуынан тәуелсіз) арасындағы айырма. ΔT мәні 1902 жылдың басында шамамен нөлге тең болды; 2002 жылы шамамен 64 секундті құрады. Осы ғасыр ішінде Жердің айналуы атомдық уақытпен есептелетін күндерге қарағанда 64 секундқа ұзаққа созылды. Күн ұзақтығының ұзақ мерзімді өзгерісімен қатар, күн ұзақтығының қысқа мерзімді ауытқулары (Δτ) да бар, олар жеке қарастырылады. 2017 жылдың басынан бері күннің ұзақтығы дәстүрлі мәнге өте жақын болды және ΔT 69 секундтың жарты секунды ішінде қалды.
In precise timekeeping, ΔT (Delta T, delta T, deltaT, or DT) is a measure of the cumulative effect of the departure of the Earth's rotation period from the fixed length day of International Atomic Time (86,400 seconds). Formally, ΔT is the time difference 1=ΔT = TT − UT between Universal Time (UT, defined by Earth's rotation) and Terrestrial Time (TT, independent of Earth's rotation). The value of ΔT for the start of 1902 was approximately zero; for 2002 it was about 64 seconds. So Earth's rotations over that century took about 64 seconds longer than would be required for days of atomic time. As well as this long term drift in the length of the day there are short term fluctuations in the length of day (Δτ) which are dealt with separately. Since early 2017, the length of the day has happened to be very close to the conventional value, and ΔT has remained within half a second of 69 seconds.
Есептеу
Жердің айналу жылдамдығы – , ал күн бір айналым кезеңіне сәйкес келеді. Айналу үдеуі айналым кезеңінің өзгеру жылдамдығын береді, ол әдетте күніне миллисекундтармен ғасыр сайын (ms/күн/ғс деп жазылады, (ms/күн)/ғс ретінде түсініледі) көрсетіледі. 1=α интегралдау ΔT-нің уақытқа қатысты өрнегін береді.
Earth's rotational speed is , and a day corresponds to one period A rotational acceleration gives a rate of change of the period of , which is usually expressed as This has units of 1/time, and is commonly quoted as milliseconds per day per century (written as ms/day/cy, understood as (ms/day)/cy). Integrating 1=α gives an expression for ΔT against time.
Әлемдік уақыт
Әлемдік уақыт – Жердің айналуына негізделген уақыт шкаласы. Жердің айналуы қысқа мерзімдерде (күндерден ғасырға дейін) біршама ретсіз болғандықтан, оған негізделген кез келген уақыттың дәлдігі 108-ден 1-ге артық болмайды. Дегенмен, көп ғасырлар бойы үлкен әрі тұрақты әсер байқалды: Жердің айналу жылдамдығы үздірілмей баяулап келеді. Бұл айналу жылдамдығының өзгеруі екі негізгі күштің әсерінен туындайды – бірі жылдамдықты азайтады, екіншісі арттырады. Ұзақ мерзімді алғанда, басым күш – Жердің айналу жылдамдығын баяулататын мұхит ағындарының (tidal friction) әсері. Ол шамамен 1=α = +2.3 мс/күн/цикл немесе мс/цикл құрайды, бұл өте кішкентай бөлшек өзгеріс, +7.3e 13 күн/күн-ге тең. Жылдамдықты арттыруға бағытталған ең маңызды күш – соңғы мұз дәуірінің соңында континенттік мұз қабаттарының еруі салдарынан туындаған құбылыс деп есептеледі. Бұл олардың үлкен салмағын алып тастады, нәтижесінде мұздың астындағы жер полярлық аймақтарда көтеріле бастады. Бұл әсер әлі де жалғасуда және изостатикалық тепе-теңдікке жеткенше тоқтамайды. Бұл "мұздықтан кейінгі көтерілу" (post glacial rebound) массаны Жердің айналу осіне жақындатады, бұрыштық импульстің сақталу заңына сәйкес, Жердің айналуын жылдамдатады – бұл мұз үстінде сырғанаушының қолын денесіне жақындату арқылы жылдам айналуына ұқсас. Модельдер бұл әсердің шамамен −0.6 мс/күн/цикл құрамын көрсетіп тұр. Осы екі әсерді ескерсек, Жердің айналуының жалқы (іс жүзінде баяулау) үдеуі немесе орташа күн ұзақтығының өзгеруі +1.7 мс/күн/цикл немесе +62 с/цикл2 немесе +46.5 нс/күн2 құрайды. Бұл көрсеткіш соңғы 27 ғасырдың астрономиялық жазбаларынан алынған орташа мәнмен сәйкес келеді.
Universal Time is a time scale based on the Earth's rotation, which is somewhat irregular over short periods (days up to a century), thus any time based on it cannot have an accuracy better than 1 in 108. However, a larger, more consistent effect has been observed over many centuries: Earth's rate of rotation is inexorably slowing down. This observed change in the rate of rotation is attributable to two primary forces, one decreasing and one increasing the Earth's rate of rotation. Over the long term, the dominating force is tidal friction, which is slowing the rate of rotation, contributing about 1=α = +2.3 ms/day/cy or ms/cy, which is equal to the very small fractional change +7.3e 13 day/day. The most important force acting in the opposite direction, to speed up the rate, is believed to be a result of the melting of continental ice sheets at the end of the last glacial period. This removed their tremendous weight, allowing the land under them to begin to rebound upward in the polar regions, an effect that is still occurring today and will continue until isostatic equilibrium is reached. This "post glacial rebound" brings mass closer to the rotational axis of the Earth, which makes the Earth spin faster, according to the law of conservation of angular momentum, similar to an ice skater pulling their arms in to spin faster. Models estimate this effect to contribute about −0.6 ms/day/cy. Combining these two effects, the net acceleration (actually a deceleration) of the rotation of the Earth, or the change in the length of the mean solar day (LOD), is +1.7 ms/day/cy or +62 s/cy2 or +46.5 ns/day2. This matches the average rate derived from astronomical records over the past 27 centuries.
Жердегі уақыт
Жердегі уақыт – бұрынғы Эфемерид уақытымен (ET) үзіліссіздікті қамтамасыз ету үшін анықталған теориялық біркелкі уақыт шкаласы. ET – тәуелсіз уақыт айнымалысы, 1948–1952 жылдары сол кезде мүмкін болғанша гравитациялық біркелкі уақыт шкаласын құру мақсатымен ұсынылған (және қабылдануы келісілген), ал оның анықтамасы Саймон Ньюкомбтың Күн кестелеріне (1895) байланысты, белгілі бір байқалған айырмашылықтарды ескере отырып, жаңаша интерпретацияланды. Ньюкомбтың кестелері 1900 жылдан 1983 жылға дейінгі Күннің барлық астрономиялық эфемеридтерінің негізін құрады: олар бастапқыда Гринвич орта уақыты және орташа күннің ұзындығымен (mean solar day) өрнектелді (және жарияланды), бірақ кейіннен, 1960–1983 жылдар аралығындағы кезеңге қатысты, 1948–1952 жылдардағы қабылданған ET ұсынысына сәйкес ET ретінде қарастырылды. ET, өз кезегінде, қазіргі заманғы нәтижелерге сүйене отырып, 1750 және 1890 жылдар арасындағы орташа күн уақытына (1820 жылға центрленген) жақын деп қарастырылады, себебі осы кезеңде Ньюкомбтың кестелеріне негіз болған байқаулар жүргізілді. TT қатаң түрде біркелкі болғанымен (SI секундына негізделген, әр секунд басқасымен бірдей), ол іс жүзінде Халықаралық атомдық уақыт (TAI) арқылы 1014-тен шамамен 1 бөлігінің дәлдігімен іске асырылады.
Terrestrial Time is a theoretical uniform time scale, defined to provide continuity with the former Ephemeris Time (ET). ET was an independent time variable, proposed (and its adoption agreed) in the period 1948–1952 with the intent of forming a gravitationally uniform time scale as far as was feasible at that time, and depending for its definition on Simon Newcomb's Tables of the Sun (1895), interpreted in a new way to accommodate certain observed discrepancies. Newcomb's tables formed the basis of all astronomical ephemerides of the Sun from 1900 through 1983: they were originally expressed (and published) in terms of Greenwich Mean Time and the mean solar day, but later, in respect of the period 1960–1983, they were treated as expressed in terms of ET, in accordance with the adopted ET proposal of 1948–52. ET, in turn, can now be seen (in light of modern results) as close to the average mean solar time between 1750 and 1890 (centered on 1820), because that was the period during which the observations on which Newcomb's tables were based were performed. While TT is strictly uniform (being based on the SI second, every second is the same as every other second), it is in practice realised by International Atomic Time (TAI) with an accuracy of about 1 part in 1014.
Жердің айналу жылдамдығы
Жердің айналу жылдамдығын уақыт алу үшін интеграциялау керек, бұл Жердің бұрыштық орны (әсіресе, Гринвич меридианының шамалы орта күнге қатысты бағыты). +1,7 мс/күн/цикл интеграциялау және алынған параболаны 1820 жылға ортаға қою ΔT үшін секундты береді (бірінші жуықтау бойынша). Жалпы күн тұтылуын пайдалана отырып, ΔT-ның тарихи өлшемдері шамамен -500 жылы (501 б.з.д.) +17190 с, 0 жылы (1 б.з.д.) +10580 с, 500 жылы +5710 с, 1000 жылы +1570 с және 1500 жылы +200 с құрайды. Телескоптың ойдағыдай табылуынан кейін, Айдың жұлдыздарды жабуын бақылау арқылы өлшеулер жасалды, бұл ΔT үшін тығыз араласқан және дәл мәндерді алуға мүмкіндік берді. ΔT 1680 және 1866 жылдар аралығында +11 ± 6 с деңгейіне жеткенше төмендеді. 1902 жылға дейінгі шамамен үш онжылдық бойы ол теріс болды, -6,64 с-қа жетті. Содан кейін 2000 жылдың қаңтарында +63,83 с, 2018 жылдың қаңтарында +68,97 с, 2020 жылдың қаңтарында +69,361 с-қа дейін өсті. 2019 жылдың шілдесінде 69,358 с-тан қыркүйек және қазан айларында 69,338 с-қа азайып, қараша және желтоқсан айларында қайта өскендіктен, UTC UT1-ді бір секундтық түзетулермен қадағаласа, UTC-ге одан да көп секундтар қосу қажет болады. (UTC үшін қазір қолданылатын СИ секунды қабылданғанда, орташа күн уақытының секундының қазіргі мәнінен сәл қысқа болды.) Физикалық тұрғыдан алғанда, Ғаламдық уақыт бойынша Гринвич меридианы Жер уақыты бойынша меридианнан әрқашан шығысқа қарай, өткенде де, болашақта да орналасқан. +17190 с немесе шамамен 4 3/4 сағат 71,625°E-ге сәйкес келеді. Бұл дегеніміз, -500 (501 б.з.д.) жылы Жердің жылдам айналуы жалпы күн тұтылуының 71,625° шығысқа қарай орналасқан жерде болуына себеп болар еді.
Earth's rate of rotation must be integrated to obtain time, which is Earth's angular position (specifically, the orientation of the meridian of Greenwich relative to the fictitious mean sun). Integrating +1.7 ms/d/cy and centering the resulting parabola on the year 1820 yields (to a first approximation) seconds for ΔT. Smoothed historical measurements of ΔT using total solar eclipses are about +17190 s in the year −500 (501 BC), +10580 s in 0 (1 BC), +5710 s in 500, +1570 s in 1000, and +200 s in 1500. After the invention of the telescope, measurements were made by observing occultations of stars by the Moon, which allowed the derivation of more closely spaced and more accurate values for ΔT. ΔT continued to decrease until it reached a plateau of +11 ± 6 s between 1680 and 1866. For about three decades immediately before 1902 it was negative, reaching −6.64 s. Then it increased to +63.83 s in January 2000 and +68.97 s in January 2018 and +69.361 s in January 2020, after even a slight decrease from 69.358 s in July 2019 to 69.338 s in September and October 2019 and a new increase in November and December 2019. This will require the addition of an ever greater number of leap seconds to UTC as long as UTC tracks UT1 with one second adjustments. (The SI second as now used for UTC, when adopted, was already a little shorter than the current value of the second of mean solar time.) Physically, the meridian of Greenwich in Universal Time is almost always to the east of the meridian in Terrestrial Time, both in the past and in the future. +17190 s or about 4 3/4 h corresponds to 71.625°E. This means that in the year −500 (501 BC), Earth's faster rotation would cause a total solar eclipse to occur 71.625° to the east of the location calculated using the uniform TT.
1955 жылға дейінгі мәндер
ΔT-ның 1955 жылға дейінгі барлық мәндері Айды тұтылу немесе жабылу арқылы жасалған бақылауларға негізделген. Айдың тасқын әсерінен туындаған үйкелістен Жер жоғалтқан бұрыштық импульс Айға беріледі, оның бұрыштық импульсін арттырады, яғни оның инерциялық тетігі (шамамен Жерден қашықтығы, яғни Ай орбитасының үлкен жартылай осі) ұлғаяды (қазіргі уақытта шамамен +3,8 см/жыл), бұл Кеплердің планеталық қозғалыс заңдары бойынша Айдың Жерді айналу жылдамдығын баяулатады. ΔT-ның көрсетілген мәндері осы әсерге байланысты Айдың үдеуінің (іс жүзінде баяулау, яғни теріс үдеу) = −26″/жж2 екенін қабылдайды, мұнда 'n' - Айдың орташа сидериялық бұрыштық қозғалысы. Бұл 2002 жылғы ең жақсы бағалауға жақын, −25.858 ± 0.003″/жж2, сондықтан қазіргі мәндеріне қолданылған белгісіздіктер мен тегістеу ескерілгенде ΔT-ны қайта есептеудің қажеті жоқ. Бүгінде UT – бұл галактикалық радио көздерінен құралған инерциялық эталондық жүйеге қатысты Жердің байқалатын бағдары, оған сидериялық уақыт пен күн уақыты арасындағы қабылданған қатынас бойынша түзетулер енгізіледі. Оның бірнеше обсерваториялар арқылы өлшеуін Халықаралық Жер айналысы және эталондық жүйелер қызметі (IERS) үйлестіреді.
All values of ΔT before 1955 depend on observations of the Moon, either via eclipses or occultations. The angular momentum lost by the Earth due to friction induced by the Moon's tidal effect is transferred to the Moon, increasing its angular momentum, which means that its moment arm (approximately its distance from the Earth, i. e. precisely the semi major axis of the Moon's orbit) is increased (for the time being about +3.8 cm/year), which via Kepler's laws of planetary motion causes the Moon to revolve around the Earth at a slower rate. The cited values of ΔT assume that the lunar acceleration (actually a deceleration, that is a negative acceleration) due to this effect is = −26″/cy2, where 'n' is the mean sidereal angular motion of the Moon. This is close to the best estimate for as of 2002 of −25.858 ± 0.003″/cy2, so ΔT need not be recalculated given the uncertainties and smoothing applied to its current values. Nowadays, UT is the observed orientation of the Earth relative to an inertial reference frame formed by extra galactic radio sources, modified by an adopted ratio between sidereal time and solar time. Its measurement by several observatories is coordinated by the International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS).
Қазіргі мәндер
Естеріңізге сала кетейік, 1=ΔT = TT − UT1 анықтамасы бойынша. TT тек теориялық болса да, ол көбінесе TAI + 32.184 секунд ретінде іске асырылады, мұнда TAI – UTC плюс ағымдағы секундтық итермелер (2024 жылға қарай TAI − UTC 37 секунд), сондықтан 1=ΔT = UTC − UT1 + (секундтық итермелер) + 32.184 с.
Recall 1=ΔT = TT − UT1 by definition. While TT is only theoretical, it is commonly realized as TAI + 32.184 seconds where TAI is UTC plus the current leap seconds (TAI − UTC is 37 seconds as of 2024), so 1=ΔT = UTC − UT1 + (leap seconds) + 32.184 s.
Бұл 1=ΔT = (секундтық итермелер) + 32.184 с − DUT1 түрінде қайта жазылуы мүмкін, мұнда DUT1 – UT1 − UTC. DUT1 мәні апталық IERS А бюллетенінде, сондай-ақ бірнеше уақыт сигналдары қызметтерінде беріледі және осы арқылы ағымдағы 1=ΔT көзі болып табылады.
This can be rewritten as 1=ΔT = (leap seconds) + 32.184 s − DUT1, where DUT1 is UT1 − UTC. The value of DUT1 is sent out in the weekly IERS Bulletin A, as well as several time signal services, and by extension serve as a source of the current 1=ΔT.
Геологиялық дәлелдер
Жер-Ай жүйесінің тарихындағы су тасқынының баяулау деңгейі әртүрлі болған. 70 миллион жыл бұрынғы, соңғы бор дәуіріндегі қазба жәндіктердің қабықшаларындағы қабаттарды талдау, онда бір жылда 372 күн болғанын және күннің ұзақтығы шамамен 23,5 сағатқа тең болғанын көрсетті. Геологиялық зерттеулерге сәйкес, 620 миллион жыл бұрын күннің ұзақтығы 21,9±0,4 сағат болса, жылына 13,1±0,1 синодикалық ай және 400±7 күн болған. Сол кезден бері Айдың орташа қашықтығының азаюы жылдық 2,17±0,31 см құрады, бұл қазіргі деңгейдің шамамен жартысы. Қазіргі жоғары деңгей, табиғи мұхиттардың және су тасқынының жиіліктері арасындағы резонансқа байланысты болуы мүмкін.
Tidal deceleration rates have varied over the history of the Earth Moon system. Analysis of layering in fossil mollusc shells from 70 million years ago, in the Late Cretaceous period, shows that there were 372 days a year, and thus that the day was about 23.5 hours long then. Based on geological studies of tidal rhythmites, the day was 21.9±0.4 hours long 620 million years ago and there were 13.1±0.1 synodic months/year and 400±7 solar days/year. The average recession rate of the Moon between then and now has been 2.17±0.31 cm/year, which is about half the present rate. The present high rate may be due to near resonance between natural ocean frequencies and tidal frequencies.