Введение

Стандарт времени, основанный на замедлении вращения Земли.

Всемирное время (UT или UT1) — это стандарт времени, основанный на вращении Земли. Изначально оно определялось как среднее солнечное время на 0° долготы, однако точные измерения положения Солнца затруднены. Поэтому UT1 вычисляется на основе измерения угла Земли относительно Международной небесной системы отсчета (ICRF), называемого углом вращения Земли (ERA, который заменяет Гринвичское среднее звездное время). UT1 одинаково во всех точках Земли. UT1 должен соответствовать следующему соотношению: ERA = 2π(0.7790572732640 + 1.00273781191135448 · Tu) радиан, где Tu = (Юлианская дата UT1 − 2451545.0).

История

До введения стандартного времени, каждое муниципальное образование во всем мире, использующее часы, устанавливало свои официальные часы, если таковые имелись, в соответствии с местным положением Солнца (см. солнечное время). Это было достаточно эффективно до появления железнодорожного транспорта в Британии, который позволил путешествовать достаточно быстро на большие расстояния, чтобы требовать постоянной перенастройки часов по мере продвижения поезда в своем ежедневном маршруте через несколько городов. Начиная с 1847 года, Великобритания установила Среднее гринвичское время, среднее солнечное время на нулевом меридиане в Гринвиче, Англия, для решения этой проблемы: все часы в Великобритании устанавливались по этому времени, независимо от местного солнечного полудня. С помощью телескопов GMT калибровалось по среднему солнечному времени в Королевской обсерватории в Гринвиче, Великобритания. Для синхронизации часов использовались хронометры или телеграфия. С ростом международной торговли возникла потребность в международном стандарте измерения времени. Несколько авторов предложили «универсальное» или «космическое» время (см.). Разработка Всемирного времени началась на Международной конференции по меридианам. В конце этой конференции, 22 октября 1884 года, рекомендованным базовым эталоном для мирового времени, «универсальным днем», было объявлено местное среднее солнечное время в Королевской обсерватории в Гринвиче, отсчитываемое с 0 часов по гринвичскому полуночи. Это соответствовало гражданскому Среднему гринвичскому времени, используемому на острове Великобритания с 1847 года. В отличие от этого, астрономическое GMT начиналось в средний полдень, то есть астрономический день X начинался в полдень гражданского дня X. Целью этого было сохранить наблюдения одной ночи под одной датой. Гражданская система была принята с 0 часов (гражданского) 1 января 1925 года. Морское GMT начиналось за 24 часа до астрономического GMT, по крайней мере, до 1805 года в Королевском флоте, но сохранялось гораздо позже в других местах, поскольку об этом упоминалось на конференции 1884 года. Гринвич был выбран, потому что к 1884 году две трети всех морских карт и карт уже использовали его в качестве нулевого меридиана. В период между 1848 и 1972 годами все основные страны приняли часовые пояса, основанные на гринвичском меридиане. В 1928 году Международный астрономический союз ввел термин «Всемирное время» (UT) для обозначения GMT, при этом день начинается в полночь. Этот термин был рекомендован как более точный, чем Среднее гринвичское время, поскольку GMT могло относиться либо к астрономическому дню, начинающемуся в полдень, либо к гражданскому дню, начинающемуся в полночь. Поскольку для широкой публики день всегда начинался в полночь, временная шкала продолжала представляться им как Среднее гринвичское время. Когда они были введены, сигналы точного времени вещания основывались на UT, а следовательно, на вращении Земли. В 1955 году BIH приняла предложение Уильяма Марковица, вступившее в силу 1 января 1956 года, разделив UT на UT0 (UT, как рассчитывалось ранее), UT1 (UT0, скорректированное на полярное движение) и UT2 (UT0, скорректированное на полярное движение и сезонные изменения). UT1 было версией, достаточной для «многих астрономических и геодезических приложений», в то время как UT2 должно было транслироваться по радио для общественности. UT0 и UT2 вскоре стали неактуальными из-за введения Координированного универсального времени (UTC). Начиная с 1956 года, WWV транслировал сигнал атомных часов, скорректированный с шагом в 20 мс, чтобы привести его в соответствие с UT1. Ошибка в 20 мс от UT1 сопоставима с различиями между UT0, UT1 и UT2. К 1960 году Военно-морская обсерватория США, Королевская гринвичская обсерватория и Национальная физическая лаборатория Великобритании разработали UTC, используя аналогичный пошаговый подход. На заседании URSI 1960 года было рекомендовано, чтобы все службы времени последовали примеру Великобритании и США и транслировали скоординированное время, используя частотный сдвиг от цезия, чтобы соответствовать прогнозируемому ходу UT2 с случайными корректировками по мере необходимости. Начиная с 1 января 1972 года, UTC было определено как следующее за UT1 в пределах 0,9 секунды, а не за UT2, что ознаменовало снижение значимости UT2. Современное гражданское время обычно следует UTC. В некоторых странах термин «Среднее гринвичское время» до сих пор широко используется для обозначения UT1, как в гражданском времени, так и в астрономических альманахах и других справочниках. В тех случаях, когда не требуется точность лучше одной секунды, UTC можно использовать в качестве приближения к UT1. Разница между UT1 и UTC известна как DUT1.

Альтернативные версии

UT1 является основной формой Всемирного времени. UT0 – это Всемирное время, определяемое в обсерватории путем наблюдения за суточным движением звезд или внегалактических радиоисточников, а также по результатам дальномерных наблюдений Луны и искусственных спутников Земли. Считается, что местоположение обсерватории имеет фиксированные координаты в земной системе отсчета (например, в Международной земной системе отсчета), однако положение оси вращения Земли смещается по поверхности Земли; это явление известно как полярное движение. UT0 не содержит поправки на полярное движение, в то время как UT1 включает её. Разница между UT0 и UT1 составляет порядка нескольких десятков миллисекунд. Обозначение UT0 больше не используется. UT1R – это сглаженная версия UT1, в которой отфильтрованы периодические вариации, вызванные приливами. Она включает 62 сглаживающих члена с периодами от 5,6 дней до 18,6 лет. UT1R все еще используется в технической литературе, но редко применяется где-либо еще. UT2 – это сглаженная версия UT1, в которой отфильтрованы периодические сезонные вариации. Она представляет в основном исторический интерес и практически не используется. Она определяется как

где t – время, выраженное в долях бесселевского года.