Координований універсальний час та атомний час »SciLogs - Наукові блоги

Зараз він знову оновлений, ЄС може скасувати зміну годинника двічі на рік. Це гарна нагода написати про чудовий та відносний час. Звичайно, йдеться також про очевидну суперечність теорії відносності: чому можна визначити універсальний час, коли час відносний.

Але давайте спочатку включимо моє твердження про зміну часу: я часто використовував зміну часу як можливість писати тут про час або годинник. Це єдиний аспект, який я буду втрачати щодо зміни часу. На мій погляд, вигоди занадто малі, щоб виправдати зусилля, спрямовані на зміну годинника щороку.

Якби ми повернулися до цілорічного часового поясу, я віддав би перевагу нормальному центральноєвропейському часу за центральноєвропейським часом, який на одну годину випереджає універсальний стандартний час, порівняно з тим, що відомий як літній час CEST. З одного боку, тому що це ближче до ідеального астрономічного часу, коли сонце найвище в 12. З іншого боку, бо взимку нам уже доводиться вставати в темряві. Сонце сходить до половини дев’ятої в найкоротші дні. О пів на дев'яту для мене було б точно пізно.

Якщо ви хочете прочитати більше про часові пояси, я рекомендую цю колонку на Spektrum.de.

Часові точки

В одній з останніх статей я розглядав деякі технічні аспекти хронометражу. Роблячи це, я залишив важливий аспект хронометражу, я писав лише про правильне вимірювання часових послідовностей, тривалості. Іншими словами, про точність годинників. Тепер я хотів би подбати про узгоджені моменти часу, універсальний час. Ми можемо думати про вік Всесвіту глобально або залишатися на землі. Залишимося тут поки.

Світовий час за сонцем

Часові пояси є незначною проблемою для технічного вимірювання часу. Вони просто перейменовують один універсальний час (UTC), який збігається з часовим поясом Лондона, за Грінвічським часом (GMT). Наш стандартний час, центральноєвропейський час (CET), випереджає UTC на годину; наш літній час, разом з часовими поясами Афін та Гельсінкі, на дві години вперед. Це просто перетворення одночасно.

Історично час визначався відповідно до положення сонця: 12:00 опівдні за Гринвічем - це коли Сонце в Грінвічі знаходиться точно на півдні, тобто коли воно перевищує 0-й градус довготи. 12:00 за центральноєвропейським часом - це коли сонце вище 15 градусів довготи, а після літнього часу - вище 30 градусів опівдні, тобто в Санкт-Петербурзі на півдні.

Атомний час - якщо ви хочете точно знати

Зараз вимірювання часу набагато точніше, ніж сонце, і тому універсальний координований час сьогодні визначається за допомогою міжнародного атомного часу (TAI). Оскільки атомні годинники настільки точні, при визначенні універсального часу потрібно вибрати дещо інше визначення, ніж друге значення СІ. Секунда СІ - це час, коли резонансні коливання ізотопу цезію-133 коливаються в 9192 631 770 разів.

Однак згідно з теорією відносності час проходить з різною швидкістю залежно від швидкості та висоти в полі гравітації. Годинник секунди на горі на СІ через деякий час зміщуватиметься на годиннику на рівні моря. Швидкий рухомий годинник з часом сповільнюється в порівнянні зі стаціонарним. Тому TAI визначається як час, який вахта вимірюватиме на рівні моря. Усі годинники світових інститутів стандартів часу виправлені для цього визначення та синхронізовані між собою. Так виникає міжнародний атомний час.

Однак обертання Землі лише приблизно збігається з TAI. Землі потрібно трохи більше, ніж 24 години TAI, щоб здійснити один оборот. Тому від нас вставляється високосна секунда для визначення узгодженого універсального часу. Отже, UTC на даний момент на 27 секунд відстає від TAI. Час супутникової навігаційної системи GPS лежить між ними. Це на 19 секунд відстає від TAI, і воно залишиться таким, оскільки GPS не займає високосних секунд.

Опублікував Йоахім Шульц

Йоахім Шульц є керівником групи з питань вибірки середовища в європейській компанії XFEL GmbH в Шенефельді поблизу Гамбурга. Його наукова діяльність розпочалася в квантовій оптиці, де він вивчав взаємодію окремих атомів з лазерними полями. Серед іншого, вона познайомила його з атомною фізикою із синхротронним випромінюванням та кластерною фізикою з лазерами на вільних електронах. Протягом чотирьох років він планував, влаштовував та проводив експерименти з когерентної дифракції рентгенівських променів на біомолекулах у Центрі лазерних наук про вільні електрони (CFEL) у Гамбурзі. У вільний час він пише, наприклад, тут, у блозі або на своїй домашній сторінці "Joachims Quantenwelt".

21 коментар

У коментарі на цю тему я якось прочитав, що ME (S) Z також повинен застосовуватися до країн на захід від нульової довготи, таких як Іспанія. Це навіть правда. Якщо навести курсор миші на Мадрид, буде показано наш час. І первинний меридіан проходить через місце на східному узбережжі (Коста-Бланка).

@Martin Holzherr 17 вересня 2018 о 10:36

Хіба літній час не виправдовувався енергозбереженням? Також помітно, що він був запроваджений під час Першої світової війни.

@Rudi Knoth: Summertime був представлений разів не раз, а саме принаймні один раз у більш ніж 70 країнах, яких він знає сьогодні, але часто кілька разів, оскільки зміни тим часом змінилися. І так, у певні часи - наприклад, після енергетичної кризи 1970-х років - це було виправдано заощадженням енергії (воно стало особливо популярним у Північній Америці та Європі та розпочалося в 1970-х роках в результаті енергетичної кризи 1970-х років).

Введення або скасування літнього часу в одній країні завжди впливало на сусідні країни, оскільки різниця в часі вкрай недоцільна для торгівлі між країнами. Інші (переважно менші країни) повинні були продовжувати, якщо більша країна раптом вводила літній час або просто скасовувала його.

Коротше кажучи: із запровадженням літнього часу, що в кінцевому рахунку було соціально/політично виправданим, були створені нові проблеми. Можливо, важлива частина політики складається не лише з вирішення проблем, а й із створення та створення нових проблем! Бо якщо проблем немає, то політиці вони взагалі не потрібні. І політики дуже хочуть цього уникнути.

Якщо ви уникаєте високосних секунд, ви уникаєте помилок, я думаю. Це теж: Ось чому UTC на даний момент на 27 секунд відстає від TAI. Час супутникової навігаційної системи GPS лежить між ними. Вона відстає від TAI на 19 секунд
Замість того, щоб вводити високосні секунди знову і знову за потребою, мені здається кращою ідеєю синхронізувати, можливо, раз на рік або навіть менше.

В СРСР було введено декретний час, який виводив годинник на 1 годину вперед цілий рік, так що найвище сонце було о 13:00. Згодом він був скасований і з тих пір знову запроваджений.

Постійний літній час, запланований ЄС (або, скоріше, запропонований Юнкером), є нісенітницею, як Йоахім Шульц пояснив вище. Звичайно, досвід із цим вже є. Росія мала постійний літній час ще в 2011 році і знову попрощалася з ним через безсонячні зимові ранки 2014 року.

Тоді чому певні люди та групи інтересів хочуть переходу на літній час (можливо, навіть постійний)? Зовсім просто: Оскільки багато областей бізнесу виграють від цього. Увечері, коли все ще світить сонце, стає більше покупок, а туризм також приносить користь.

Ось розділ про постійний перехід на літній час з Вікіпедії, перекладений DeepL:
Іноді пропонується зміна на "постійний перехід на літній час" (цілорічний перехід на літній час без зсуву часу), і в даний час він використовується в деяких країнах, таких як Білорусь, [76] деякі частини Росії (наприклад, Новосибірськ), Канада (наприклад, Саскачеван), Туреччина, Намібія та Сан-Томе і Принцип реалізований. Це може бути результатом дотримання часового поясу сусіднього регіону, політичної волі чи інших причин. Прихильники посилаються на ті самі переваги, що і звичайний перехід на літній час без проблем, пов'язаних зі зміщенням часу на два рази. Однак багато хто ще не впевнені в перевагах, оскільки посилаються на ті самі проблеми та відносно пізні сходи сонця, особливо взимку, які приносить цілорічний літній час [12].

Росія перейшла на постійний перехід на літній час з 2011 на 2014 рік, але цей крок виявився непопулярним через пізній зимовий схід сонця, тому країна назавжди повернулася до "Стандартного" або "Зимового часу" для всієї Російської Федерації в 2014 році [162], що Сполучене Королівство та Ірландія також експериментували з цілорічним переходом на літній час між 1968 і 1971 роками, просуваючи годинники на один надурочний час під час Другої світової війни. [163].

Пан Шульц писав.

Тому TAI визначається як час, який вахта вимірюватиме на рівні моря. Усі годинники світових інститутів норм часу скориговані на це визначення та синхронізовані між собою. Так виникає міжнародний атомний час.

Чи означає це конкретно, що годинники, розташовані вище, регулюються так, що вони повільніше тикають у 1 г * год/c², і таким чином досягається синхронна швидкість із годинниками на рівні моря?

В принципі так. У випадку високоточних годинників, сам годинник зазвичай не розряджується, а скоріше значення коригуються за допомогою програмного забезпечення. Отже, є таблиця зі зміщенням і дрейфом, яку можна використовувати для перетворення часу, виміряного годинником, у TAI.

Можливо, ізотоп цезію 133 не вібрує скрізь однаково, залежно від інших параметрів, ніж вони, як видається, є в середньому на землі на вищезазначеній висоті, і як міра часу його можна лише погано або відносно описати як "універсальний"?

MFG + приємний тиждень,
Лікар. Webbaer

PS:
Так званий літній час рекламували і вводили в той час, оскільки, схоже, він більше відповідає розпорядку дня, особливо працюючої людини, ніж так званий статичний або сезон, незалежний від часу, тому трудові договори не потрібно коригувати окремо, як інші зустрічі.
Це відзначається з позитивної сторони, з негативної, серед іншого слід відзначити патерналізм, а так званий літній час (для деяких) нерфічний.

Трохи ОТ (але насправді лише трохи): Зараз проводяться дослідження щодо використання цього ефекту для геодезичного вимірювання висоти, тобто використання портативного атомного годинника для порівняння різниці в швидкості з фіксованим еталонним атомним годинником за радіосигналом і, таким чином, для визначення висоти над рівнем моря. Називається релятивістською геодезією.

Паливна головка
фіксований опорний атомний годинник забезпечує посилання. Хто гарантує, що цей годинник знаходиться не просто над якоюсь аномалією щільності землі? Або переносний атомний годинник?
Вимірювання відстані за допомогою супутника представляється більш логічним, оскільки воно вимірює фактичну висоту.

@Karl
Можливо, я можу зрозуміти ваше заперечення щодо атомного годинника, який використовується для вимірювань, але не для еталонного атомного годинника. Якщо я ставлю його, то я також знаю, куди його поставити, тобто H. на якій висоті і чи сидить вона на гравітаційній аномалії.

І навпаки, якщо висота відома, переносний атомний годинник також може бути використаний для розрахунку гравітаційного потенціалу, тобто для визначення наявності гравітаційної аномалії.

Паливна головка
остання ідея хороша !

Це також не атомний годинник, який забезпечує еталон, а понад 400 годинників у понад 50 лабораторіях по всьому світу, які забезпечують стандарт.
https://en.wikipedia.org/wiki/International_Atomic_Time#Operation

Для тих, хто цікавиться питанням: Огляд методології хронометричної геодезії можна знайти тут (відкритий доступ):

Пакоме Дельва та Ян Гершль. Теоретичні засоби релятивістської гравіметрії, градіометрії та хронометричної геодезії та застосування до параметризованої постньютонівської метрики. Всесвіт 2017 рік, 3 (1), 24; DOI: 10.3390/universe3010024

Який би сенс насправді мав, якщо, як тільки скасовано перехід на весь ЄС, ви виберете інший часовий пояс (не кажучи вже про те, щоб країни вибирали свій власний), ніж той, який також відповідає довготі - в DE, тобто CET?

@ Не суттєво
Пояснення, яке я отримав, полягає в тому, що влітку після СЕВ буде занадто рано. Той, у кого чутливий сон, прокидається о четвертій годині ранку через настання сутінків і не може заснути. Оскільки подолати темряву за допомогою електричного світла набагато простіше, ніж повністю затемнити спальню, багато хто воліє постійний літній час (або Афіни/Гельсінкі/Санкт-Петербург)

Але я думаю, що це слабкий аргумент, оскільки багато дослідників сну вже вказують на те, що наше суспільство швидше за все встане занадто рано, ніж занадто пізно. Багато хто думає, що школа починається о восьмій годині занадто рано. З постійним літнім часом це було б набагато складніше взимку.

Оскільки подолати темряву за допомогою електричного світла набагато легше, ніж повністю затемнити спальню, багато хто воліє постійний літній час ...

що, звичайно, змінює початковий сенс зміни часу, саме тому в якийсь момент це знову має сенс. Генерація світла вимагає енергії.

Але я думаю, що це слабкий аргумент