Temps Terrestre - Terrestrial Time

Le temps terrestre ( TT ) est une norme de temps astronomique moderne définie par l' Union astronomique internationale , principalement pour les mesures du temps des observations astronomiques faites à partir de la surface de la Terre. Par exemple, l' Almanach astronomique utilise TT pour ses tables de positions ( éphémérides ) du Soleil, de la Lune et des planètes vues de la Terre. Dans ce rôle, TT continue le Temps Dynamique Terrestre (TDT ou TD), qui a succédé au temps des éphémérides (ET) . TT partage le but original pour lequel ET a été conçu, pour être libre des irrégularités dans la rotation de la Terre .

L'unité de TT est la seconde SI , dont la définition repose actuellement sur l' horloge atomique au césium , mais TT n'est pas elle-même définie par les horloges atomiques. C'est un idéal théorique, et les horloges réelles ne peuvent qu'en être une approximation.

Le TT est distinct de l'échelle de temps souvent utilisée comme base à des fins civiles, le temps universel coordonné (UTC). Le TT est indirectement la base de l'UTC, via l'heure atomique internationale (TAI). En raison de la différence historique entre le TAI et l'ET lors de l'introduction du TT, le TT a environ 32,184 s d'avance sur le TAI.

Histoire

Une définition d'une norme de temps terrestre a été adoptée par l' Union astronomique internationale (IAU) en 1976 lors de sa XVI Assemblée générale et plus tard nommée Temps dynamique terrestre (TDT). C'était le pendant du temps dynamique barycentrique (TDB), qui était une norme de temps pour les éphémérides du système solaire , basée sur une échelle de temps dynamique . Ces deux normes de temps se sont avérées imparfaitement définies. Des doutes ont également été exprimés sur la signification de « dynamique » dans le nom TDT.

En 1991, dans la Recommandation IV de la XXI Assemblée générale , l'AIU redéfinit le TDT, le renommant également « Temps terrestre ». Le TT a été formellement défini en termes de temps de coordonnées géocentriques (TCG), défini par l'IAU à la même occasion. TT a été défini comme une mise à l'échelle linéaire du TCG, de sorte que l'unité de TT est la seconde SI sur le géoïde (surface de la Terre au niveau moyen de la mer). Cela a laissé le rapport exact entre le temps TT et le temps TCG comme quelque chose à déterminer par l'expérience. La détermination expérimentale du potentiel gravitationnel à la surface du géoïde est une tâche de la géodésie physique .

En 2000, l'IAU a très légèrement modifié la définition de TT en adoptant une valeur exacte pour le rapport entre le temps TT et TCG, comme 1 −6,969 290 134 × 10 −10 (Tel que mesuré sur la surface du géoïde, le taux de TCG est très légèrement plus rapide que celui de TT, voir ci-dessous, Relations relativistes de TT ).

Définition actuelle

Le TT diffère du temps de coordonnées géocentriques (TCG) par un taux constant. Formellement, il est défini par l'équation

où TT et TCG sont des comptes linéaires de secondes SI en temps terrestre et en temps de coordonnées géocentriques respectivement, est la différence constante des taux des deux échelles de temps, et est une constante pour résoudre les époques (voir ci-dessous). est défini comme exactement6,969 290 134 × 10 −10 (En 1991, lorsque le TT a été défini pour la première fois, devait être déterminé par l'expérience, et la meilleure estimation disponible était6,969 291 × 10 -10 ).

L'équation reliant TT et TCG a plus communément la forme

où est l'heure TCG exprimée en date julienne (JD) . Il s'agit simplement d'une transformation du nombre brut de secondes représenté par la variable TCG, cette forme d'équation est donc inutilement complexe. L'utilisation d'une date julienne spécifie pleinement l' époque . L'équation ci-dessus est souvent donnée avec la date julienne 2443 144,5 pour l'époque, mais c'est inexact (bien qu'insensiblement, à cause de la petite taille du multiplicateur ). La valeur 2443 144,500 3725 correspond exactement à la définition.

Les coordonnées temporelles sur les échelles TT et TCG sont spécifiées de manière conventionnelle en utilisant les moyens traditionnels de spécification des jours, hérités des normes de temps non uniformes basées sur la rotation de la Terre. Plus précisément, les dates juliennes et le calendrier grégorien sont utilisés. Pour assurer la continuité avec leur prédécesseur Ephemeris Time (ET), TT et TCG devaient correspondre à ET aux alentours de la date julienne 2443 144,5 (1977-01-01T00Z). Plus précisément, il a été défini que l'instant TT 1977-01-01T00:00:32.184 exactement et l'instant TCG 1977-01-01T00:00:32.184 correspondent exactement à l' instant du Temps Atomique International (TAI) 1977-01-01T00:00 : 00.000 exactement. C'est également à cet instant que TAI a introduit des corrections pour la dilatation gravitationnelle du temps .

TT et TCG exprimés en dates juliennes peuvent être liés précisément et simplement par l'équation

où est exactement 2443 144.500 3725 .

La concrétisation

TT est un idéal théorique, ne dépendant pas d'une réalisation particulière. Pour des raisons pratiques, TT doit être réalisé par des horloges réelles dans le système terrestre.

La réalisation principale de TT est fournie par TAI. Le service TAI, réalisé depuis 1958, tente de faire correspondre le taux de temps propre sur le géoïde, en utilisant un ensemble d' horloges atomiques réparties sur la surface et l'espace orbital bas de la Terre. Le TAI est défini de manière canonique rétrospectivement, dans des bulletins mensuels, par rapport aux lectures indiquées par ce groupe particulier d'horloges atomiques à l'époque. Les estimations du TAI sont également fournies en temps réel par les institutions qui exploitent les horloges participantes. En raison de la différence historique entre TAI et ET lorsque TT a été introduit, la réalisation TAI de TT est définie ainsi :

Étant donné que le TAI n'est jamais révisé une fois publié, il est possible que des erreurs soient connues et restent non corrigées. Il est ainsi possible de produire une meilleure réalisation de TT basée sur une réanalyse des données historiques de TAI. Le Bureau international des poids et mesures ( BIPM ) le fait environ chaque année depuis 1992. Ces réalisations de TT sont nommées sous la forme « TT(BIPM08) », les chiffres indiquant l'année de publication. Ils sont publiés sous forme de tableau des différences de TT(TAI). Le dernier en date de mars 2020 est TT (BIPM19).

Les communautés internationales de chronométrage de précision, d' astronomie et d' émissions radio ont envisagé de créer une nouvelle échelle de temps de précision basée sur les observations d'un ensemble de pulsars . Cette nouvelle échelle de temps du pulsar servira de moyen indépendant de calcul du TT, et elle pourrait éventuellement être utile pour identifier les défauts du TAI.

Approximation

Parfois, les temps décrits dans TT sont utilisés dans des situations où les propriétés théoriques détaillées de TT ne sont pas significatives. Lorsque la précision en millisecondes est suffisante (ou plus que suffisante), TT peut être résumé de la manière suivante :

  • À la milliseconde près, le TT est parallèle à l'échelle de temps atomique ( International Atomic Time , TAI ) maintenue par le BIPM . TT est en avance sur TAI et peut être approximé par TT TAI + 32,184 secondes. (L'offset 32.184 s provient de l'historique).
  • TT est également parallèle à l' échelle de temps GPS , qui présente une différence constante par rapport au temps atomique (TAI − temps GPS = +19 secondes), de sorte que TT temps GPS + 51,184 secondes.
  • TT est en effet une continuation de (mais est plus précisément uniforme que) l'ancien temps des éphémérides (ET). Il a été conçu pour la continuité avec ET, et il fonctionne au rythme de la seconde SI, elle-même dérivée d'un étalonnage utilisant la seconde d'ET (voir, sous Temps éphéméride, Redéfinition de la seconde et Implémentations ).
  • TT est légèrement en avance sur UT1 (une mesure affinée du temps solaire moyen à Greenwich) d'une quantité connue sous le nom de ΔT = TT − UT1. ΔT a été mesuré à +67,6439 secondes (TT devant UT1) à 0h UTC le 1er janvier 2015 ; et par calcul rétrospectif, ΔT était proche de zéro vers 1900. La différence ΔT, bien que quelque peu imprévisible dans les moindres détails, devrait continuer à augmenter, UT1 devenant régulièrement (mais irrégulièrement) plus loin derrière TT à l'avenir.

Relations relativistes

Les observateurs à différents endroits, qui sont en mouvement relatif ou à différentes altitudes, peuvent être en désaccord sur les taux des horloges des autres, en raison des effets décrits par la théorie de la relativité . En conséquence, TT (même en tant qu'idéal théorique) ne correspond pas à l'heure correcte de tous les observateurs.

En termes relativistes, TT est décrit comme l' heure propre d'une horloge située sur le géoïde (essentiellement le niveau moyen de la mer ). Cependant, TT est maintenant défini comme une échelle de temps coordonnée . La redéfinition n'a pas modifié quantitativement le TT, mais a plutôt rendu la définition existante plus précise. En effet, il définissait le géoïde (niveau moyen de la mer) en fonction d'un niveau particulier de dilatation du temps gravitationnel par rapport à un observateur notionnel situé à une altitude infiniment élevée.

La définition actuelle de TT est une mise à l'échelle linéaire du temps de coordonnées géocentriques (TCG), qui est le temps propre d'un observateur notionnel qui est infiniment éloigné (donc non affecté par la dilatation du temps gravitationnel) et au repos par rapport à la Terre. Le TCG est utilisé à ce jour principalement à des fins théoriques en astronomie. Du point de vue d'un observateur à la surface de la Terre, la seconde de TCG passe légèrement moins que la seconde SI de l'observateur. La comparaison de l'horloge de l'observateur avec le TT dépend de l'altitude de l'observateur : elles correspondront au géoïde, et les horloges à une altitude plus élevée tic-tac légèrement plus vite.

Voir également

Les références

Liens externes