Кіріспе
Барицентрикалық координаттық уақыттың сызықтық масштабталуы Барицентрлік динамикалық уақыт (TDB, француз тілінде Temps Dynamique Barycentrique) – астрономиялық қолдануға арналған релятивистік координаттық уақыт шкаласы, Күн жүйесіндегі планеталардың, астероидтардың, кометалардың және ғарышкерлік кемелердің орбиталарын және астрономиялық эфемридтерін есептеу кезінде уақыттың өзгеруін ескеретін уақыт стандарты ретінде қолданылады. TDB қазір (2006 жылдан бері) Барицентрлік координаттық уақыттың (TCB) сызықтық масштабталуы ретінде анықталған. TDB-ді TCB-ден ерекшелендіретін ерекшелік – TDB Жер бетінен байқалғанда Жер уақытынан (TT) айырмашылығы, ол дәйекті анықтамамен практикалық тұрғыдан мүмкін болатындай минималды: айырмашылықтар көбінесе мезгілдік болып келеді және жалпы алғанда бірнеше мың жылдар бойы 2 миллисекундтан кем болады. TDB Күн жүйесінің барицентрлік анықтамалық жүйесіне қолданылады және алғаш рет 1976 жылы (релятивистік емес) эфемерид уақытының бұрынғы стандартының (IAU 1952 жылы қабылдап, 1976 жылы жаңарған) ізбасары ретінде анықталды. 2006 жылы, 1970 жылдардан бері бірнеше уақыт шкаласының анықтамасы мен тоқтатылуынан кейін, TDB-ның жаңа анықтамасы IAU-да бекітілді. 2006 жылғы IAU-ның TDB-ді халықаралық стандарт ретінде жаңадан анықтауы, JPL Development Ephemeris DE405-те іске асырылған, ұзақ жылдар бойы қалыптасқан JPL эфемерид уақыт аргументі Teph-тің "практикалық мақсаттарда осы Резолюцияда анықталған TDB-мен бірдей" екенін нақты мойындады. 2006 жылға дейін эфемерид DE405 бірнеше жыл бойы Астрономиялық альманахта планеталық және айлық эфемридтердің ресми негізі ретінде қолданылды; ол 2003 жылдан 2014 жылға дейінгі басылымдардың негізі болды; ал 2015 жылғы басылымда DE430-мен алмастырылды.
Barycentric Dynamical Time (TDB, from the French Temps Dynamique Barycentrique) is a relativistic coordinate time scale, intended for astronomical use as a time standard to take account of time dilation when calculating orbits and astronomical ephemerides of planets, asteroids, comets and interplanetary spacecraft in the Solar System. TDB is now (since 2006) defined as a linear scaling of Barycentric Coordinate Time (TCB). A feature that distinguishes TDB from TCB is that TDB, when observed from the Earth's surface, has a difference from Terrestrial Time (TT) that is about as small as can be practically arranged with consistent definition: the differences are mainly periodic, and overall will remain at less than 2 milliseconds for several millennia. TDB applies to the Solar System barycentric reference frame, and was first defined in 1976 as a successor to the (non relativistic) former standard of ephemeris time (adopted by the IAU in 1952 and superseded 1976). In 2006, after a history of multiple time scale definitions and deprecation since the 1970s, a redefinition of TDB was approved by the IAU. The 2006 IAU redefinition of TDB as an international standard expressly acknowledged that the long established JPL ephemeris time argument Teph, as implemented in JPL Development Ephemeris DE405, "is for practical purposes the same as TDB defined in this Resolution". (By 2006, ephemeris DE405 had already been in use for a few years as the official basis for planetary and lunar ephemerides in the Astronomical Almanac; it was the basis for editions for 2003 through 2014; in the edition for 2015 it was superseded by DE430.)
Тарих
17 ғасырдан 19 ғасырдың соңына дейін планеталық эфемеридтер Жердің айналысына негіделген уақыт шкалаларын қолдана отырып есептелді: әдетте Париж немесе Гринвич сияқты маңызды обсерваториялардың бірінің орташа күн уақыты. 1884 жылдан кейін Гринвичтегі орташа күн уақыты стандартқа айналды, кейін ол Универсалды уақыт (UT) деп аталды. Бірақ 19 ғасырдың соңы мен 20 ғасырдың басында астрономиялық өлшемдердің дәлдігі арта түскенде, Жердің айналысы (яғни тәуліктің ұзақтығы) қысқа мерзімде өзгерістер көрсетіп, ұзақ мерзімде баяулап бара жатқаны күдік тудырды, соңында бұл факті анықталды. Сондықтан эфемерид уақыты "аспан механикасының теңдеулеріндегі тәуелсіз айнымалы ретінде" уақытты анықтап, Жердің Күн және Айдың Жер төңірегіндегі қозғалысының қазіргі гравитациялық теорияларына сүйене отырып, стандарт ретінде қалыптастырылды және астрономиялық жолмен өлшенді. Цезий атомдық сағаты ойлап табылғаннан кейін, 1950 жылдардың соңынан бастап мұндай сағаттар эфемерид уақытының (ET) екіншілік іске асырылуы ретінде жиі қолданылатын болды. Бұл екіншілік іске асырулар атомдық сағаттардың жақсарған біркелкілігі арқасында бастапқы ET стандартын жақсартты және (мысалы, 1960 жылдардың соңында) планеталық эфемеридтерді есептеу және астродинамика үшін стандартты уақытты қамтамасыз етуге пайдаланылды. Бірақ ET әлі де теориялық салыстырмалылықты ескермеді. Жердегі атомдық сағаттар мен Күн жүйесінің барицентрлік координаттық жүйесінің координаттық уақыты арасындағы уақыттың өзгеруіне байланысты болатын мерзімдік ауытқулардың мөлшері 2 миллисекундтан кем деп бағаланды, бұл салыстырмалылықты ескеру үшін ET-ні (1984 және одан кейінгі эфемеридтерде) алмастыруға мүмкіндік берді. ET-нің геоцентрлік негізде уақытты өлшеудегі тікелей жалғасы Жердегі динамикалық уақыт (TDT) болды. Планеталық эфемеридтер үшін ET-ні алмастыруға тиіс жаңа уақыт шкаласы Барицентрлік динамикалық уақыт (TDB) еді. TDB Күн жүйесінің барицентрімен бірге қозғалатын координаттық жүйеде біркелкі жүруі керек еді. (Кез келген координаттық уақыт сияқты, жылдамдықтары сәйкес келетін сағат осы координаттық жүйеде ғана емес, сонымен қатар (жетілмейтін гипотетикалық шарт) барлық тиісті гравитациялық құдықтардан тыс жерде орналасуы керек.) Сонымен қатар, TDB (жер бетінде байқалған/бағаланған) ұзақ мерзімді орташа есеппен TDT (қазір TT) сияқты жылдамдыққа ие болуы керек еді. TDT және TDB 1976 жылы Халықаралық астрономиялық одақтың бір отырысында бірнеше қаулылармен анықталды. Бірақ TDB дұрыс анықталмағаны анықталды, өйткені ол жалпы салыстырмалылық метрикасымен бірге келмеді және TDB мен TDT арасындағы нақты байланыс нақтыланбады. (Сонымен қатар, ол бастапқы анықтамасына сәйкес толыққанды физикалық мүмкін емес деп сынға ұшырады: басқа нәрселермен қатар, 1976 жылғы анықтамада 1977 жылғы бастапқы кезең үшін қажетті шағын ауытқу болмады.) Қиындықтарды ескергеннен кейін, 1991 жылы IAU уақыт шкалаларының ресми анықтамаларын жаңа уақыт шкалаларын құру арқылы жаңартты: Барицентрлік координаттық уақыт (TCB) және Геоцентрлік координаттық уақыт (TCG). TCB TDB-ні алмастыруға арналған, ал TCG Жерге жақын ғарышта пайдалануға арналған. TDT сонымен қатар "динамикалық" сөзінің орындылығына күмән тудырғандықтан, Жер уақыты (TT) деп аталды. 2006 жылы TDB IAU 2006 жылғы қаулысымен 3 қайта анықталды; "жаңа" TDB практикалық мақсаттар үшін JPL эфемерид уақыт аргументі Teph-ке тең деп ресми түрде мойындалды; 2006 жылғы стандартқа сәйкес TDB мен TT арасындағы айырмашылық (екісі де Жер бетінен байқалғандай) қазіргі дәуірде бірнеше мың жылдар бойы 2 мс-ден төмен болып қала береді.
ТДБ қолдану
TDB – Эфемерид уақытының (ET) мұрагері болып табылады, себебі ET (өз уақытында қолжетімді дәлдік және нақтылық шегінде) TDB-ге де, Жер уақытына (TT) да жақындығымен сипатталады (Эфемерид уақыты § Іске асыруларын қараңыз). TDB, өте ұқсас және іс жүзінде теңдестірілген уақыт шкаласы – Teph түрінде, Ұлттық Жеткізу Лабораториясының (Jet Propulsion Laboratory) маңызды DE405 планеталық және айлық эфемеридтері үшін қолданыла береді. TDB-ді TCB-ге қарағанда практикалық қолдануды жалғастыруға негіз болатын аргументтер келтірілді, олар TDB мен TT арасындағы айырмашылықтың өте шағын болуымен байланысты, ол 0,002 секундтан аспайды және көптеген қолданулар үшін елеусіз болып саналады. Осы айырмашылықтың шағын болуы TDB-ді TT-мен шатастыру салдарынан туындауы мүмкін зиянды, TCB мен TT-ні шатастырудан туындауы мүмкін зиянға қарағанда азайтады, себебі олардың салыстырмалы сызықтық ауытқуы жылына шамамен 0,5 секундты құрайды (айырмашылық 1977 жылдың басында дерлік нөлге жуық болды, ал 2009 жылға қарай бір минуттың төрттен астам бөлігінен асып, артып келеді).