Timp universal coordonat și timp atomic »SciLogs - Science Blogs

Acum este din nou actualizat, UE ar putea aboli schimbarea ceasului de două ori pe an. Acesta este un prilej bun pentru a scrie despre timpul excelent și relativ. Desigur, aceasta implică și contradicția aparentă cu teoria relativității: De ce se poate defini un timp universal când timpul este relativ.

Dar să includem mai întâi afirmația mea despre schimbarea orei: am folosit adesea schimbarea orei ca o oportunitate de a scrie aici despre timp sau ceasuri. Acesta este singurul aspect care îmi va fi dor de schimbarea orei. În opinia mea, beneficiile sunt prea mici pentru a justifica efortul implicat în schimbarea ceasului în fiecare an.

Dacă ar fi să ne întoarcem la un fus orar pe tot parcursul anului, aș prefera ora normală a Europei Centrale, CET, care este cu o oră înaintea timpului universal universal, față de ceea ce este cunoscut sub numele de ora de vară CEST. Pe de o parte, deoarece este mai aproape de timpul astronomic ideal, când soarele este cel mai mare la 12. Pe de altă parte, pentru că trebuie să ne ridicăm deja în întuneric iarna. Soarele nu răsare decât nouă și jumătate în cele mai scurte zile. Nouă și jumătate ar fi cu siguranță prea târziu pentru mine.

Dacă doriți să citiți mai multe despre fusurile orare, vă recomand această coloană de pe Spektrum.de.

Puncte de timp

Într-unul dintre ultimele articole am tratat câteva aspecte tehnice ale calendarului. Procedând astfel, am lăsat deoparte un aspect important al calendarului, am scris doar despre măsurarea corectă a cursului timpului, a duratei. Deci despre acuratețea ceasurilor. Acum aș vrea să am grijă de puncte coordonate în timp, un timp universal. Ne putem gândi la epoca universului la nivel global sau să rămânem pe pământ. Să rămânem aici pentru moment.

Ora lumii în funcție de soare

Fusele orare reprezintă o problemă minoră pentru măsurarea tehnică a timpului. Ei doar redenumesc unicul timp universal (UTC), care coincide cu fusul orar din Londra, Greenwich Mean Time (GMT). Ora noastră standard, Ora Centrală Europeană (CET), este cu o oră înainte de UTC; ora de vară, împreună cu fusurile orare din Atena și Helsinki, este cu două ore înainte. Acestea sunt pur și simplu conversii în același timp.

Din punct de vedere istoric, vremurile au fost definite în funcție de poziția soarelui: ora 12 GMT este când soarele din Greenwich este exact în sud, adică atunci când depășește al 0-lea grad de longitudine. La 12 am CET este când soarele este peste 15 grade longitudine și după ora de vară este peste 30 de grade la amiază, adică la Sankt Petersburg în sud.

Timp atomic - dacă doriți să știți exact

Măsurarea timpului este acum mult mai precisă decât soarele și de aceea timpul universal coordonat este definit în zilele noastre prin timpul atomic internațional (TAI). Deoarece ceasurile atomice sunt atât de precise, trebuie definită o a doua definiție ușor diferită de cea a secundei SI atunci când se definește ora lumii. A doua SI este timpul în care o oscilație de rezonanță a izotopului cesiu-133 oscilează de 9192.631.770 ori.

Conform teoriei relativității, însă, timpul trece la viteze diferite în funcție de viteza și altitudinea din câmpul gravitațional. Un ceas de secunde SI pe un munte, după un timp, se va deplasa înaintea unui ceas la nivelul mării. Un ceas în mișcare rapidă ar încetini, în timp, în comparație cu unul staționar. Prin urmare, TAI este definit ca timpul pe care un ceas l-ar măsura la nivelul mării. Toate ceasurile institutelor mondiale pentru standarde de timp sunt corectate pentru această definiție și sincronizate între ele. Așa apare timpul atomic internațional.

Cu toate acestea, rotația pământului coincide doar aproximativ cu TAI. Pământul durează puțin mai mult de 24 de ore TAI pentru a finaliza o revoluție. Prin urmare, o secundă salt este introdusă de la noi pentru a determina timpul universal coordonat. Prin urmare, UTC este în prezent cu 27 de secunde în spatele TAI. Ora sistemului de navigație prin satelit GPS se află între ele. Se află la 19 secunde în spatele TAI și va rămâne așa, deoarece GPS-ul nu durează secunde.

Publicat de Joachim Schulz

Joachim Schulz este lider de grup pentru mediul de probă la European XFEL GmbH din Schenefeld lângă Hamburg. Cariera sa științifică a început în optica cuantică, unde a studiat interacțiunea atomilor individuali cu câmpurile laser. Printre altele, ea l-a introdus în fizica atomică cu radiații sincrotrone și fizica clusterelor cu lasere cu electroni liberi. Timp de patru ani a planificat, a înființat și a efectuat experimente privind difracția coerentă a razelor X pe biomolecule la Centrul pentru Știința Laserului cu Electroni Liberi (CFEL) din Hamburg. În timpul liber scrie, de exemplu, aici, pe blog sau pe pagina sa de pornire „Joachims Quantenwelt”.

21 comentarii

Într-un comentariu pe această temă, am citit odată că ME (S) Z ar trebui să se aplice și țărilor aflate la vest de longitudine zero, cum ar fi Spania. Acest lucru este chiar adevărat. Dacă mutați mouse-ul peste Madrid, timpul nostru este afișat. Și meridianul principal trece printr-un loc de pe coasta de est (Costa Blanca).

@Martin Holzherr 17 septembrie 2018 @ 10:36 am

Nu s-a justificat timpul de vară cu economiile de energie? De asemenea, se remarcă faptul că a fost introdus în timpul primului război mondial.

@Rudi Knoth: Summertime a fost introdus de nenumărate ori, și anume cel puțin o dată în cele peste 70 de țări pe care le cunoaște astăzi, dar de multe ori de multe ori, deoarece schimbarea a fost inversată între timp. Și da, în anumite momente - de exemplu, după criza energetică din anii 1970 - a fost justificată cu economii de energie (a devenit deosebit de populară în America de Nord și Europa și a început în anii 1970 ca urmare a crizei energetice din anii 1970).

Introducerea sau abolirea orei de vară într-o țară a avut întotdeauna un impact asupra țărilor înconjurătoare, deoarece o diferență de oră este extrem de impracticabilă pentru comerțul dintre țări. Cealaltă (majoritatea țărilor mai mici) a trebuit să acționeze dacă o țară mai mare a introdus brusc ora de vară sau doar a abolit-o.

Pe scurt: odată cu introducerea orei de vară, care a fost în cele din urmă justificată social/politic, au fost create noi probleme. Poate că o parte importantă a politicii constă nu numai în rezolvarea problemelor, ci și în crearea și crearea de noi probleme! Pentru că dacă nu există probleme, atunci politicienii nu au deloc nevoie de ele. Iar politicienii vor să evite foarte mult asta.

Dacă eviți secunde de salt, eviți greșelile, cred. Și asta: de aceea UTC este în prezent cu 27 de secunde în spatele TAI. Ora sistemului de navigație prin satelit GPS se află între ele. Ea este cu 19 secunde în spatele TAI
În loc să introduci repetate secunde iar și iar după cum este necesar, mi se pare o idee mai bună să sincronizezi poate o dată pe an sau chiar mai puțin.

În URSS a fost introdus timpul decretului, care a pus ceasurile înainte cu 1 oră pe tot parcursul anului, astfel încât cel mai înalt nivel al soarelui a fost la 13:00. Ulterior a fost desființat și de atunci a fost reintrodus.

O oră de vară permanentă, așa cum a fost planificată de UE (sau mai bine zis propusă de Juncker), este o prostie, așa cum a explicat Joachim Schulz mai sus. Desigur, există deja experiență cu asta. Rusia a avut oră de vară permanentă încă din 2011 și și-a luat la revedere din cauza dimineților de iarnă fără soare din 2014.

Atunci de ce doresc anumite persoane și grupuri de interese ora de vară (posibil chiar permanentă)? Pur și simplu: Deoarece multe domenii de afaceri beneficiază de aceasta. Există mai multe cumpărături seara, când soarele încă strălucește și turismul beneficiază și el.

Iată secțiunea despre ora de vară permanentă de pe Wikipedia, tradusă de DeepL:
O schimbare la „ora de vară permanentă” (oră de vară pe tot parcursul anului fără schimb de oră) este uneori recomandată și este în prezent în unele țări, cum ar fi Belarus, [76] unele părți ale Rusiei (de exemplu, Novosibirsk), Canada (de exemplu, Saskatchewan), Turcia, Namibia și São Tomé și Principe implementat. Poate fi rezultatul aderării la fusul orar al unei regiuni învecinate, a voinței politice sau a altor cauze. Susținătorii citează aceleași beneficii ca și ora de vară normală, fără problemele asociate cu schimbările orare bianuale. Cu toate acestea, mulți nu sunt încă convinși de beneficii, deoarece citează aceleași probleme și răsăriturile relativ târzii, mai ales iarna, pe care le aduce vara pe tot parcursul anului [12].

Rusia a trecut la ora de vară permanentă din 2011 până în 2014, dar mișcarea sa dovedit a fi nepopulară din cauza răsăriturilor de iarnă târzii, astfel încât în 2014 țara a revenit definitiv la „Standard” sau „Oră de iarnă” pentru întreaga Federație Rusă [162]. Marea Britanie și Irlanda au experimentat, de asemenea, timpul de vară pe tot parcursul anului între 1968 și 1971, avansând ceasurile cu o oră suplimentară în timpul celui de-al doilea război mondial. [163].

Domnul Schulz a scris.

Prin urmare, TAI este definit ca timpul pe care un ceas l-ar măsura la nivelul mării. Toate ceasurile institutelor mondiale pentru standarde de timp sunt corectate pentru această definiție și sincronizate între ele. Așa apare timpul atomic internațional.

Asta înseamnă, în termeni concreți, că ceasurile situate mai sus sunt restricționate astfel încât să bifeze mai lent cu un factor de 1-g * h/c² și, astfel, se realizează o rată sincronă cu ceasurile de la nivelul mării?

În principiu da. În cazul ceasurilor de înaltă precizie, de obicei nu deconectați ceasul în sine, ci faceți mai degrabă o corecție software a valorilor. Deci, există un tabel cu offset și drift care poate fi folosit pentru a converti timpul măsurat de ceas în TAI.

Este posibil ca izotopul de cesiu 133 să nu vibreze în același mod peste tot, în funcție de alți parametri decât aceștia apar în medie pe Pământ la altitudinea indicată, și astfel poate fi descris doar slab sau relativ ca „universal” ca măsură a timpului?

MFG + săptămână frumoasă,
Dr. Webbaer

PS:
Așa-numita oră de vară a fost promovată și introdusă în acel moment, deoarece pare să corespundă mai bine rutinei zilnice, în special a persoanei care lucrează, decât așa-numita oră statică sau independentă de sezon, astfel încât contractele de muncă nu trebuie ajustate separat, la fel ca alte întâlniri.
Acest lucru este notat pe partea pozitivă, pe cea negativă rămâne Remarcând paternalismul și așa-numita oră de vară este (pentru unii) nerfick.

Un pic de OT (dar într-adevăr doar un pic): Cercetările sunt acum efectuate în utilizarea acestui efect pentru măsurarea înălțimii geodezice, adică utilizarea unui ceas atomic portabil pentru a compara diferența de rată cu un ceas atomic de referință fix prin semnal radio și, astfel, pentru a determina înălțimea deasupra nivelului mării. Se numește geodezie relativistă.

Cap de combustibil
un ceas atomic de referință fix oferă referința. Cine garantează că acest ceas nu este chiar deasupra unei anomalii a densității pământului? Sau ceasul atomic portabil?
Măsurarea distanței prin satelit pare mai logică, deoarece măsoară înălțimea reală.

@Karl
Poate îți pot înțelege obiecția față de ceasul atomic care este utilizat pentru măsurători, dar nu și pentru ceasul atomic de referință. Dacă pun unul, atunci știu și unde să-l pun, i. H. la ce înălțime și dacă stă pe o anomalie gravitațională.

În schimb, dacă altitudinea este cunoscută, ceasul atomic portabil ar putea fi, de asemenea, utilizat pentru a calcula potențialul gravitațional, adică pentru a determina dacă există o anomalie gravitațională.

Cap de combustibil
ultima idee este bună !

De asemenea, nu este un ceas atomic care furnizează referința, ci mai mult de 400 de ceasuri în peste 50 de laboratoare din întreaga lume care oferă standardul.
https://en.wikipedia.org/wiki/International_Atomic_Time#Operation

Pentru cei interesați de această chestiune: o prezentare generală a metodologiei geodeziei cronometrice poate fi găsită aici (acces liber):

Pacôme Delva și Jan Geršl. Instrumente teoretice pentru gravimetrie relativistică, gradiometrie și geodezie cronometrică și aplicare la o metrică post-newtoniană parametrizată. Univers 2017, 3 (1), 24; DOI: 10.3390/universe3010024

Ce sens ar avea de fapt dacă, de îndată ce trecerea la nivelul UE este abolită, alegeți un alt fus orar (să nu mai vorbim să lăsați țările să-și aleagă propriul) decât cel care se potrivește și cu longitudinea - în DE, adică CET?

@Nu semnificativ
Explicația pe care am primit-o este că vara după CET devine lumină prea devreme. Oricine are un somn sensibil se trezește la ora patru dimineața din cauza apariției amurgului și nu poate să se culce din nou. Deoarece este mult mai ușor să depășești întunericul cu lumină electrică decât să întuneci complet un dormitor, mulți preferă ora permanentă de vară (sau Atena/Helsinki/St Petersburg)

Dar cred că acesta este un argument slab, deoarece mulți cercetători în somn subliniază deja că societatea noastră este mai probabil să se trezească prea devreme decât prea târziu. Mulți cred că școala începe prea devreme la ora opt. Cu timpul permanent de vară, care ar fi mult mai greu iarna.

Deoarece este mult mai ușor să depășești întunericul cu lumină electrică decât să întuneci complet un dormitor, mulți preferă ora permanentă de vară ...

care, desigur, inversează sensul original al schimbării orei, motiv pentru care ar avea sens din nou la un moment dat. Generarea de lumină necesită energie.

Dar cred că acesta este un argument slab