사용 시간

Ephemeris time

에페메리스 시간(흔히 ET)이라는 용어는 원칙적으로 에페메리스(천문학적 물체의 궤적과 같은 시간)와 관련된 시간을 나타낼 수 있다.실제로는 다음을 가리키는 데 더 구체적으로 사용되고 있습니다.

  1. IAU가 [1]1952년에 채택하여 1970년대에 [2]대체한 이전의 표준 천문시계.이 시간 척도는 불규칙하게 변동하는 평균 태양 시간의 단점을 극복하기 위해 1948년에 제안되었다.그 의도는 뉴턴 이론(아래 참조)에 근거해 (그 당시 실현 가능한 범위까지) 균일한 시간을 정의하는 것이었다.에페메리스 시간의 정의(1952)에페메리스 시간은 동적 시간 척도의 개념을 최초로 적용한 것으로,[3] 시간과 시간 척도는 움직임의 동적 이론을 통해 관측된 천체 위치로부터 유추되어 암묵적으로 정의된다.
  2. JPL 에페메리스 시간 인수eph T에 의해 구현된 현대 상대론적 좌표 시간 척도는 수치적으로 통합된 일련의 개발 에페메라이드이다.그 중에는 현재 널리 사용되고 있는 DE405 ephemeris도 포함되어 있습니다.T로eph 표현되는 시간 척도는 IAU가 현재 표준으로 채택하고 있는 TCB 시간 척도와 밀접하게 관련되어 있지만 (오프셋 및 일정한 비율로) 구별된다(아래 JPL [4]ephemeris time 인수 Teph 참조).

다음 섹션의 대부분은 1952년 표준의 사용 시간에 관한 것입니다.

이것은 아마도 ET가 1948-1952년에 제안되고 채택되었지만 1900년 1월 0일의 획기적 날짜와 뉴콤의 [5][6]태양표를 소급하여 사용한 공식을 사용하여 상세하게 정의되었기 때문에 생겨났을 것이다.

1952년 표준의 사용후기 시간은 현재의 표준 SI 초의 길이와 밀접하게 중복된 사용후기 초를 통해 지속적인 유산을 남긴다(아래 참조).두 번째 정의).

이력(1952년 기준)

1952년에 표준으로 채택된 Ephemeris time (ET)은 원래 "천문학자 및 다른 과학자들의 편의를 위해" 예를 들어 태양, 달, 행성의 사용으로 지구의 자전에서 불규칙한 영향으로부터 벗어나기 위해 고안되었습니다.그것은 1948년 G M 클레멘스에 [7]의해 제안되었다.

존 플램스티드(1646–1719) 때부터 지구의 자전은 균일하다고 믿어왔다.그러나 19세기 후반과 20세기 초반, 천문학적인 측정의 정확성이 높아지면서, 지구의 자전(즉, 낮의 길이)이 짧은 시간 척도에서 불규칙성을 보이고 더 긴 시간 척도에서 느려지고 있다는 것이 의심되기 시작했고, 결국 밝혀졌습니다.그 증거는 "만약 우리가 이 가설을 받아들인다면, 지구의 자전에 의해 주어지고 모든 실제적인 천문학 계산에 사용되는 '천문학적 시간'은 천체역학 방정식의 독립 변수로 정의되는 '균일' 또는 '뉴턴식 시간'과 다르다"라고 쓴 [8]W de Sitter에 의해 정리되었다.드 시터는 지구의 자전에 의해 주어진 평균 태양 시간에 적용되어 균일한 시간을 얻을 수 있는 보정을 제공했다.

A 단존(1929)을 포함한 다른 천문학자들도 달, 태양, 행성의 관측된 위치가 잘 확립된 중력 후천체와 비교하여 더 좋고 더 균일하게 [9]시간을 정의하고 결정할 수 있다고 효과적으로 제안한 바 있다.

따라서 천문학적, 과학적 목적을 위한 새로운 시간 척도를 제공하고, 평균 태양 시간 척도의 예측할 수 없는 불규칙성을 방지하고, 이러한 목적을 위해 세계시(UT)와 지구의 축을 중심으로 한 지구의 자전에 기초한 다른 시간 척도를 대체하기 위한 목적으로 개발되었습니다.

미국 천문학자 G M 클레멘스(1948년)[7]는 영국 천문학자 로열 H 스펜서 존스(1939년)[10]의 결과를 바탕으로 이런 유형의 상세한 제안을 했다.클레멘스(1948년)는 그의 제안이 "천문학자 및 다른 과학자들의 편의를 위한 것"이며 "민간의 목적을 위해 평균 태양 시간을 계속 사용하는 것은 논리적인 것"[11]이라고 분명히 했다.

드 시터와 클레망스는 둘 다 그 제안을 '뉴턴식' 또는 '유니폼' 시대라고 불렀다.D Brower는 'Ephemeris time'[12]이라는 이름을 제안했다.

이에 따라 1950년 파리에서 열린 천문학회의는 "평균 태양 초가 그 변동성 때문에 시간의 단위로 만족스럽지 못한 모든 경우, 채택된 단위는 1900.0으로 반실년이어야 하며, 이 단위에 계산되는 시간은 후생 시간으로 지정되어야 한다"고 클레망스의 공식(데피 참조)을 권고했다.평균 태양 시간을 후천 시간으로 변환하기 위한 후천 시간(천문)의 nition.

국제천문연맹은 1952년 [12][13]총회에서 이 권고를 승인했다.실제 도입에는 다소 시간이 걸렸다(공식 연감 및 사용 시간에서 사용 시간 참조). 사용 시간(ET)은 1970년대에 추가 시간 척도로 대체될 때까지 표준으로 남아 있었다(개정 참조).

에페메리스 시간이 표준으로 통용되는 동안, 세부 사항은 약간 수정되었다.단위는 회귀년의 관점에서 1900.0은 항성의 해 대신에,[12]와 표준초 첫번째 1/31556925.975은 태양년의 1900.0,[12][14]과 그 후에 1/31556925.9747 instead,[15]마침내 1967/8의 세슘 원자 시계 기준의 관점에서 재정의하는 것이 약간 수정된 일부로 정의되었다(s재정의하였습니다)아래 이.

ET는 더 이상 직접 사용되지 않지만, 지속적인 유산을 남깁니다.TDT와 같은 후속 시간 척도와 원자 시간 척도 IAT(TAI)는 "에페메리스 [16]시간과의 연속성을 제공하는" 관계로 설계되었다.ET는 1950년대에 [17]원자 시계의 교정에 사용되었다.(세슘 원자 시계와 관련하여 정의된 바와 같이) ET 초와 최신 SI 초 사이의 근접한 [18]동일성은 10분의10 1 범위 내에서 검증되었다.

이와 같이, 에페메리스 시간의 최초 설계자에 의한 결정은 오늘날의 표준 SI 초의 길이에 영향을 미쳤고, 이는 평균 태양 시간과 거의 보조를 맞추기 위해 현재의 방송 시간 척도에 삽입하는 데 필요한 윤초에 지속적인 영향을 미친다.

정의 (1952)

에페메리스 시간은 원칙적으로 태양[12] 주위를 도는 지구의 궤도 운동으로 정의되었다(그러나 그 실제적인 실행은 보통 다른 방법으로 이루어졌다, 아래 참조).상세한 정의는 관찰된 특정 불일치를 수용하기 위해 새로운 방식으로 구현된 Simon Newcomb의 태양표(1895)[5]에 기초했다.

태양의 표 소개에서 표의 기초(p. 9)는 1900년 1월 0일 그리니치 평균 정오에서 계산한 간격 T(줄리안 세기 36525 평균 태양일[19] 단위)로 나타나는 태양의 평균 경도에 대한 공식을 포함한다.

Ls = 279° 41' 48' 04 + 129,602,768".13T +1".089T2... (1)

1939년[10] 스펜서 존스의 연구는 태양의 관측 위치와 뉴콤의 공식에 의해 주어진 예측 위치 사이의 차이가 공식에 대한 다음과 같은 수정의 필요성을 보여주었다.

δLs = + 1인치.00 + 2인치.97T + 1인치.23T2 + 0.0748B

여기서 "관측 시간은 뉴턴 시간으로 수정되지 않고 세계 시간으로 지정된다." 그리고 0.0748B는 달 [20]관측에서 계산된 불규칙한 변동을 나타낸다.

따라서, 평균 태양 시간에 기초한 보정을 통합한 뉴콤 공식의 관례적으로 수정된 형태는 앞의 두 식들의 합이 될 것이다.

Ls = 279° 41' 49".04 + 129,602,771".10T +2".32T2 +0.0748B... (2)

그러나 클레멘스의 1948년 제안은 평균 태양 시간의 그러한 보정을 채택하지 않았다.대신, 뉴콤의 원래 수정되지 않은 공식 (1)에서와 같은 숫자를 사용했지만, 지금은 다소 규범적으로 적용되어 태양의 실제 위치에 기초하여 암묵적으로 새로운 시간과 시간 척도를 정의한다.

Ls = 279° 41' 48' 04 + 129,602,768".13E +1".089E2... (3)

이 재적용에서는 현재 E로 지정되어 있는 시간변수는 36525일마다 86400초씩의 에페메리스 세기의 시간을 나타냅니다.1961년 공식 참고문헌은 다음과 같이 개념을 요약했다: "태양의 평균 경도가 뉴콤의 [21]표현과 일치하도록 하기 위해 후천적 시간의 원점과 비율이 정의되었다."

클레멘스는 동일한 실제 태양 운동을 실시간으로 표현하지만 별도의 시간 척도로 정의된 공식 (2)와 (3)을 비교한 결과, 명시적인 표현에 도달했으며, 의미(ET-UT)에서 후천적 시간과 평균 태양 시간 사이의 시간 차이를 추정했다.

4)[20]

클레멘스의 공식(오늘날 좀 더 현대적인 추정으로 대체됨)은 에페메리스 시간에 대한 최초의 회의 결정에 포함되었다.변동항으로 볼 때, 후천적 시간과 UT의 차이에 대한 실질적인 결정은 관찰에 의존했다.위의 공식을 조사하면 20세기 내내 (이상적으로 일정한) 시간 단위는 평균 태양 시간의 해당 단위(정확하게 일정하지는 않지만)보다 매우 짧았다(불규칙한 변동 외에 점차 길어지는 경향이 있다).이 결과는 모리슨과 스티븐슨의 최신[22] 결과와 일치한다(기사 ⅡT 참조).

실장

달 관측에 의한 이차적 실현

비록 덧없는 시간은 원칙적으로 [23]태양 주위를 도는 지구의 궤도 운동으로 정의되었지만, 실제로는 [24]지구 주위를 도는 달의 궤도 운동으로 측정되었다.이러한 측정은 태양의 [25]평균 운동과 관련하여 달의 평균 운동을 교정한 후 태양 운동 측면에서 ET의 1차 정의에 대한 이차적 깨달음으로 간주할 수 있다.

달 측정이 사용된 이유는 실질적으로 달이 태양의 상응하는 운동 속도보다 약 13배 빠른 별의 배경에 반대하여 움직이며, 달 측정에서 얻은 시간 측정의 정확도가 그에 상응하여 더 높다.

시간이 처음 도입되었을 때, 시간 척도는 항상 그래왔듯이 여전히 천문 관측에 기초하고 있었다.광학 관측의 정확성에 의해 정확도가 제한되었고 시계와 시간 신호의 교정이 지연되었다.

원자 클럭에 의한 2차 실현

몇 년 후, 세슘 원자 시계의 발명과 함께, 대안이 제시되었다.1958년 에페메리스 [17]시간을 기준으로 세슘 원자 시계를 교정한 후, 에페메리스 초 단위로 작동하는 세슘 원자 시계를 사용하기 시작하고 에페메리스 시간에 보조를 맞추기 시작했다.원자 시계는 준실시간 기준으로[25] ET의 추가적인 2차 실현을 제공했고, 곧 1차 ET 표준보다 더 유용하다는 것이 입증되었다. 1차 ET 표준 자체보다 더 편리할 뿐만 아니라 더 정확하게 균일하다.원자 시계를 기반으로 한 시간 척도가 1차 사용후기 시간 표준에서 정의된 것과 동일하지 않고 오히려 균일성에 [26]더 가깝기 때문에 그에 대한 개선이라는 인식과 함께 그러한 2차 실현을 사용하고 'ET'로 설명하였다.원자 시계는 원자 시간 척도를 만들어 냈고,[16] 처음에는 지구 동적 시간이라고 불렸고, 지금은 지구 시간으로 정의되어 ET와 연속성을 제공하도록 정의되었다.

원자 시계의 천체 관측의 증가 정확성은 함께 가용성,ephemeris 시간 표준의 더욱 세련된 시간 계획에 의해 terrest을 포함한 궁극적으로 교체로 이끄는(이는 상대론적 수정 더 이상 충분히 무시되어서는 작습니다. 것은 예측 가능한 미래에 생긴다는 의미였다)[27].리알 ET가 근사치로 보일 수 있는 시간 및 중심 동적 시간.

시간 척도 수정

1976년 IAU는 당시(1952년 이후) 현재의 에페메리스 시간 표준의 이론적 기초가 비상대론적이어서 1984년부터 에페메리스 시간은 두 개의 상대론적 시간 척도로 대체될 것이라고 결의했다.지구 동적시(TDT) 및 중심 동적시(TDB)[28]입니다.어려움이 인식되었고, 이는 결국 1990년대에 시간 척도인 지상시(TT), 지구중심 좌표시 GCT(TCG) 및 중심 좌표시 BCT(TCB)[16]로 대체되었다.

JPL ephemeris time 인수eph T

JPL(Jet Propulsion Laboratory)에서는 태양, 달, 행성의 고정밀 천체력이 개발 및 계산되었으며, 1984년부터 천문 연감에서 가장 최근에 사용 가능한 천체력이 채택되었다.IAU 표준은 아니지만 1960년대부터 이 기관에서 ephemeris time 인수 T가eph 사용되고 있습니다.그 시간 척도 Teph로 표시되는 지상파 시간에서 진폭 시간의 2밀리초를 초과하지 않는 작은 주기적인 조건에 의해서만 다른 상대론적 좌표 시간:그것은 선형적으로 하라고 할 일을 하다 시간 척도에서 뚜렷한(는 0.5s/a의 순서는 오프셋과 지속적인 비율에 의해)입양된 관련된 특징이다. 에서1991년 IAU의 표준으로.따라서 지오이드 또는 지오이드 부근의 클럭에 대해서는 T(2밀리초 이내)를eph 지구시간 근사치로 사용할 수 있으며, 표준 에페메라이드eph T를 통해 광범위하게 [4]사용되고 있다.

부분적으로 JPL 사용후기(ephemeride)를 통한 T의 광범위한eph 사용에 대한 인정으로, 2006년[29] IAU 결의안 3은 현재 표준으로 중심 동적 시간(TDB)을 정의했다.2006년에 다시 정의되었듯이, TDB는 TCB의 선형 변환입니다.같은 IAU 결의안도 (주4)에 "T라고 불리는eph JPL 에페메리스 DE405의 독립 시간 인수"(여기서 IAU 출처[4] 인용)가 "실용적인 목적으로 이 결의안에서 정의된 TDB와 동일하다"고 명시했다.따라서 T와 같이eph 새로운 TDB는 본질적으로 오래된 사용후기 시간 ET의 보다 정교한 연속이며 (2ms 미만의 주기적 변동을 제외하고) 1950년대에 ET에 대해 확립된 것과 같은 평균 속도를 가진다.

공식 연감 및 사용 후 연감에 사용

규격은 1952년에 채택에 따라 천체력 시간이 천문 천체력(영국)과 미국 천체력 및 항해력 연감에, 1960년 후의 이슈의 주요 ephemerides에 UP를 대체하고 소개되었다.[30]( 하지만 항해력의 ephemerides, 그때까지 항해자의 사용을 위한 별도의 출판 되려면 expr을 계속했다.UT의 관점에서 필수).이 기준으로 1983년까지(천문 상수의 개선된 값 채택으로 인해 일부 변화가 있었다) 후 1984년부터 JPL을 채택했다.

1960년 변경 이전에, '달의 사용 시간 개선'은 1952-1959년[31] 동안 이미 사용 가능했다. (브라운 이론의 W J 에커트가 클레멘스(1948)가 추천한 수정으로 계산)

두 번째의 재정의

에페메리스 시간 단위의 연속적인 정의는 위(이력)에 기재되어 있습니다.1956/1960년 표준 초에서 채택된 값:

1900년 1월 0일 12시간 동안의 열대 해의 1/3 556 925.9747 분율.

태양 평균 경도(위)에 대한 뉴콤의 식에서 선형 시간 계수를 구했으며, 위의 공식 (3)에서와 동일한 의미로 취하여 적용했다.Newcomb 계수와의 관계는 다음 항목에서 확인할 수 있습니다.

1/31 556 925.9747 = 129 602 768.13 / (360×60×60×36 525×86 400).

세슘 원자 시계는 1955년에 작동하기 시작했고, 지구의 자전이 불규칙적으로 [32]변동한다는 증거를 빠르게 확인했습니다.이것은 가장 정확한 목적을 위한 시간 간격의 척도로서 세계시의 평균 태양 초의 적합성이 없음을 확인시켜 주었다.3년간의 달 관측과의 비교 후, Markowitz 외 연구진(1958)은 후천력이 선택된 세슘 [17]공명의 9,192,631 770 ± 20 주기에 해당한다고 결정했다.

그 후 1967/68년에 가중치 및 측정에 관한 총회(CGPM)는 SI 두 번째 정의를 다음과 같이 대체했다.

두 번째는 세슘 133 원자의 지면 상태의 두 초미세 수준 사이의 전이에 해당하는 9192631770 기간의 방사선 지속시간이다.

이것은 에페메리스 시간의 오래된 기준을 참조하지 않는 독립된 정의이지만 1958년 세슘 클락에 의해 측정된 에페메리스 초값과 같은 양을 사용합니다.원자 시간을 지칭하는 이 SI 초는 나중에 Markowitz(1988)에10 의해 10분의 1의 부분 내에서 [18]달 관측에서 결정된 후 후천적 시간의 두 번째 부분과 일치한다는 것이 확인되었다.

실제적인 목적을 위해 사용후기의 길이는 중심 동적 시간(TDB) 또는 지상 시간(TT)의 두 번째 길이 또는 이전 TDT의 길이와 동일하게 간주할 수 있다.

ET와 UT의 차이는 δT라고 불리며, 불규칙하게 변화하지만, 장기적인 경향은 포물선이며, 고대부터 [22]19세기까지 감소하다가 그 이후로 태양일 길이가 세기당 1.7밀리초씩 증가하는 속도로 증가한다(윤초 참조).

국제원자시(TAI)는 1958년 1월 1일 0:00:00에 UT2와 동일하게 설정되었다.그 때, δT는 이미 약 32.18초였습니다.지상시(TT)와 원자시와의 차이는 나중에 다음과 같이 정의되었습니다.

1977년 1월 1.000 3725 TT = 1977년 1월 1.0000 TAI, 즉
TT - TAI = 32.184초

이 차이는 일정하다고 가정할 수 있습니다.TT와 TAI의 속도는 동일하도록 설계되어 있습니다.

주 및 참고 자료

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참고 문헌