Koordinovaný univerzálny čas a atómový čas »SciLogs - vedecké blogy

Teraz je to opäť aktuálne, EÚ by mohla zrušiť zmenu času dvakrát ročne. Toto je dobrá príležitosť písať o vynikajúcom a relatívnom čase. Je to samozrejme aj o zjavnom rozpore s teóriou relativity: Prečo možno definovať univerzálny čas, keď je čas relatívny.

Najskôr však zahrňme moje tvrdenie o zmene času: Zmena času som často používal ako príležitosť, aby som tu napísal o čase alebo hodinách. To je jediný aspekt, ktorý mi pri zmene času bude chýbať. Podľa môjho názoru sú výhody príliš malé na to, aby oprávnili úsilie vynaložené na každoročnú zmenu času.

Ak by sme sa mali vrátiť do celoročného časového pásma, uprednostnil by som normálny stredoeurópsky čas, SEČ, ktorý je o hodinu skôr ako svetový štandardný čas, pred tým, ktorý je známy ako letný čas SELČ. Na jednej strane preto, lebo sa blíži k ideálnemu astronomickému času, keď je slnko najvyššie o 12. Na druhej strane preto, lebo v zime už musíme vstávať potme. Slnko vychádza v najkratších dňoch až o pol deviatej. Pol desiatej by pre mňa bolo určite neskoro.

Ak si chcete prečítať viac o časových pásmach, odporúčam tento stĺpec na Spektrum.de.

Časové body

V jednom z posledných článkov som sa venoval niektorým technickým aspektom načasovania. Pri tom som vynechal dôležitý aspekt načasovania, písal som iba o správnom meraní časových sekvencií, trvania. Inými slovami, o presnosti hodiniek. Teraz by som sa chcel postarať o koordinované časové body, univerzálny čas. Môžeme myslieť na vek vesmíru globálne alebo zostať na zemi. Zostaňme tu nateraz.

Svetový čas podľa slnka

Časové pásma sú pre technické meranie času menším problémom. Práve premenovávajú jeden univerzálny čas (UTC), ktorý sa zhoduje s časovým pásmom Londýna, greenwichský čas (GMT). Náš štandardný čas, stredoeurópsky čas (SEČ), je o hodinu skôr ako UTC; náš letný čas je spolu s časovými pásmami Atény a Helsinky o dve hodiny skôr. Sú to jednoducho konverzie v rovnakom čase.

Historicky boli časy definované podľa polohy slnka: 12:00 poludnia GMT je to, keď je slnko v Greenwichi presne na juhu, t. J. Keď presahuje 0. stupeň zemepisnej dĺžky. 12:00 SELČ, keď je slnko nad 15 stupňov zemepisnej dĺžky a po letnom čase je nad poludnie nad 30 stupňov, t. J. V Petrohrade na juhu.

Atómový čas - ak to chcete vedieť presne

Meranie času je teraz oveľa presnejšie ako slnko, a preto je dnes koordinovaný svetový čas definovaný prostredníctvom medzinárodného atómového času (TAI). Pretože atómové hodiny sú také presné, je pri definovaní svetového času potrebné zvoliť mierne odlišnú druhú definíciu ako druhá SI. Druhý SI je čas, v ktorom rezonančná oscilácia izotopu cézia-133 osciluje 9 192 631 770-krát.

Podľa teórie relativity však čas plynie rôznymi rýchlosťami v závislosti od rýchlosti a nadmorskej výšky v gravitačnom poli. Hodiny SI na vrchu by sa po chvíli posunuli pred hodinami na úrovni mora. Rýchlo sa pohybujúce hodiny by sa časom spomalili v porovnaní so stacionárnymi. Preto sa TAI definuje ako čas, ktorý by hodinky merali na hladine mora. Všetky hodiny svetových inštitútov pre časové štandardy sú opravené pre túto definíciu a navzájom synchronizované. Takto vzniká medzinárodný atómový čas.

Avšak rotácia Zeme sa zhruba zhoduje iba s TAI. Zeme trvá o niečo dlhšie ako 24 hodín TAI dokončenie jednej revolúcie. Preto je od nás vložená prestupná sekunda na určenie koordinovaného svetového času. Preto je UTC v súčasnosti o 27 sekúnd za TAI. Čas satelitného navigačného systému GPS leží medzi tým. Je 19 sekúnd za TAI a zostane to tak, pretože GPS nezaberie skokové sekundy.

Vydal Joachim Schulz

Joachim Schulz je vedúcim skupiny pre vzorkové prostredie v spoločnosti European XFEL GmbH v Schenefelde neďaleko Hamburgu. Jeho vedecká kariéra sa začala v kvantovej optike, kde študoval interakciu jednotlivých atómov s laserovými poľami. Okrem iného ho zoznámila s atómovou fyzikou so synchrotrónovým žiarením a s klastrovou fyzikou s lasermi na voľné elektróny. Počas štyroch rokov plánoval, pripravoval a uskutočňoval experimenty s koherentnou röntgenovou difrakciou na biomolekulách v Centre pre voľnú elektrónovú laserovú vedu (CFEL) v Hamburgu. Vo svojom voľnom čase píše napríklad tu na blogu alebo na svojej domovskej stránke „Joachims Quantenwelt“.

21 komentárov

V komentári k tejto téme som sa raz dočítal, že ME (S) Z by sa malo vzťahovať aj na krajiny západne od nulovej zemepisnej dĺžky, ako napríklad Španielsko. To je dokonca pravda. Ak presuniete myš nad Madrid, zobrazí sa náš čas. A nultý poludník prechádza miestom na východnom pobreží (Costa Blanca).

@Martin Holzherr 17. septembra 2018 @ 10:36

Nebol letný čas odôvodnený úsporami energie? Je tiež zrejmé, že bol predstavený počas prvej svetovej vojny.

@Rudi Knoth: Letný čas bol predstavený mnohokrát, konkrétne najmenej raz vo viac ako 70 krajinách, ktoré dnes pozná, ale často niekoľkokrát, pretože zmena bola medzičasom zvrátená. A áno, v určitých obdobiach - napríklad po energetickej kríze v 70. rokoch - to bolo odôvodnené úsporami energie (stala sa obzvlášť populárnou v Severnej Amerike a Európe a začala sa v 70. rokoch v dôsledku energetickej krízy 70. rokov).

Zavedenie alebo zrušenie letného času v jednej krajine malo vždy vplyv na okolité krajiny, pretože časový rozdiel je pre obchod medzi krajinami mimoriadne nepraktický. Ostatné (väčšinou menšie krajiny) sa museli usilovať, ak väčšia krajina náhle zaviedla letný čas alebo ho jednoducho zrušila.

Stručne povedané: zavedením letného času, ktorý bol nakoniec spoločensky/politicky opodstatnený, sa vytvorili nové problémy. Možno dôležitú súčasť politiky tvorí nielen riešenie problémov, ale aj vytváranie a vytváranie nových problémov! Pretože ak nebudú problémy, potom ich politika vôbec nepotrebuje. A politici sa tomu chcú veľmi vyhnúť.

Ak sa vyhnete skokovým sekundám, vyhnete sa chybám, myslím si. Aj toto: Preto je UTC v súčasnosti za TAI o 27 sekúnd. Čas satelitného navigačného systému GPS leží medzi tým. Za TAI zaostáva o 19 sekúnd
Namiesto toho, aby som podľa potreby zavádzal priestupné sekundy znova a znova, zdá sa mi lepší nápad synchronizovať ich možno raz za rok alebo dokonca menej.

V ZSSR bol zavedený čas vyhlášky, ktorý hodiny posúva vpred po celý rok o 1 hodinu, takže najvyššie slnko je o 13:00. Následne bol zrušený a odvtedy bol znovu zavedený.

Trvalý letný čas plánovaný EÚ (alebo skôr navrhnutý Junckerom) je nezmysel, ako už vysvetlil Joachim Schulz. S tým už samozrejme existujú skúsenosti. Rusko malo trvalý letný čas už v roku 2011 a opäť sa s ním rozlúčilo kvôli zimným slnečným ráno v roku 2014.

Prečo potom niektorí ľudia a záujmové skupiny požadujú letný čas (možno aj trvalý)? Jednoducho: Pretože z toho profituje mnoho obchodných oblastí. Večer sa nakupuje viac, keď ešte svieti slnko a prospieva aj turistika.

Tu je časť o trvalom letnom čase z Wikipédie, ktorú preložila organizácia DeepL:
Niekedy sa odporúča zmena na „trvalý letný čas“ (celoročný letný čas bez časového posunu) a v súčasnosti sa používa v niektorých krajinách, ako je Bielorusko [76], niektoré časti Ruska (napr. Novosibirsk), Kanada (napr. Saskatchewan), Turecko, Namíbia a Svätý Tomáš a Princov ostrov. Princíp implementovaný. Môže to byť výsledok dodržiavania časového pásma susedného regiónu, politickej vôle alebo iných káuz. Navrhovatelia uvádzajú rovnaké výhody ako bežný letný čas bez problémov spojených s polročnými časovými posunmi. Mnoho ľudí však ešte nie je presvedčených o výhodách, ktoré uvádzajú rovnaké problémy a relatívne neskoré východy slnka, najmä v zime, ktoré prináša celoročné letné obdobie [12].

Rusko prešlo na trvalý letný čas od roku 2011 do roku 2014, ale tento krok sa ukázal ako nepopulárny z dôvodu neskorých zimných východov slnka, takže sa krajina v roku 2014 trvale vrátila k „štandardnému“ alebo „zimnému času“ pre celú Ruskú federáciu [162], ktorý Spojené kráľovstvo a Írsko tiež experimentovali s celoročným letným časom medzi rokmi 1968 a 1971, keď počas druhej svetovej vojny posunuli hodiny o jeden nadčas [163].

Napísal pán Schulz.

Preto sa TAI definuje ako čas, ktorý by hodinky merali na hladine mora. Všetky hodiny svetových inštitútov pre časové štandardy sú opravené pre túto definíciu a navzájom synchronizované. Takto vzniká medzinárodný atómový čas.

Znamená to konkrétne, že hodiny umiestnené vyššie sú škrtené tak, aby tikali pomalšie o faktor 1-g * h/c², a tým sa dosiahla synchrónna rýchlosť s hodinami na hladine mora?

V zásade áno. V prípade vysoko presných hodín obvykle nevyladíte samotné hodiny, ale skôr urobíte softvérovú korekciu hodnôt. Existuje teda tabuľka s posunom a posunom, pomocou ktorej je možné previesť čas nameraný hodinami na TAI.

Je možné, že izotop cézia 133 nevibruje všade rovnakým spôsobom, v závislosti od iných parametrov, ako sa zdá, že sú v priemere na zemi vo vyššie uvedenej nadmorskej výške, a ako meradlo času ho možno označiť iba slabo alebo relatívne ako „univerzálny“?

MFG + pekný týždeň,
DR. Webbaer

PS:
V tom čase bol inzerovaný a zavedený takzvaný letný čas, pretože sa zdá, že lepšie zodpovedá dennému režimu, najmä pracujúceho človeka, ako takzvaný statický alebo sezónne nezávislý čas, takže pracovné zmluvy sa nemusia upravovať osobitne, podobne ako iné stretnutia.
Toto je zaznamenané na pozitívnej strane, na negatívnej strane je potrebné okrem iného zaznamenať paternalizmus a letný čas je (pre niekoho) nerfický.

Trochu SZ (ale naozaj len trochu): Teraz sa realizuje výskum využívania tohto efektu na geodetické meranie výšky, t. J. Pomocou prenosných atómových hodín na porovnanie rozdielu v rýchlosti s fixnými referenčnými atómovými hodinami pomocou rádiového signálu, a teda na stanovenie výšky nad morom. Nazýva sa relativistická geodézia.

Palivová hlava
referenčné sú pevné atómové hodiny. Kto zaručuje, že tieto hodiny nie sú iba nad určitou anomáliou hustoty zeme? Alebo prenosné atómové hodiny?
Meranie vzdialenosti cez satelit sa zdá logickejšie, pretože meria skutočnú nadmorskú výšku.

@Karl
Možno ešte chápem vašu námietku voči atómovým hodinám, ktoré sa používajú na meranie, ale nie k referenčným atómovým hodinám. Keby som jednu dal, tak viem aj to, kam ho mám umiestniť, t.j. H. v akej výške a či sedí na gravitačnej anomálii.

Naopak, ak je známa nadmorská výška, mohli by sa prenosné atómové hodiny použiť aj na výpočet gravitačného potenciálu, t. J. Na určenie, či existuje gravitačná anomália.

Palivová hlava
posledný nápad je dobrý !

Nie sú to ani atómové hodiny, ktoré poskytujú referenciu, ale viac ako 400 hodín vo viac ako 50 laboratóriách na celom svete, ktoré poskytujú štandard.
https://en.wikipedia.org/wiki/International_Atomic_Time#Operation

Pre záujemcov o túto problematiku: Prehľad metodiky chronometrickej geodézie nájdete tu (otvorený prístup):

Pacôme Delva a Jan Geršl. Teoretické nástroje pre relativistickú gravimetriu, gradiometriu a chronometrickú geodéziu a aplikáciu na parametrizovanú post-newtonovskú metriku. Vesmír 2017, 3 (1), 24; DOI: 10,3390/vesmír3010024

Aký zmysel by to malo, keby ste hneď po zrušení prechodu na celú EÚ zvolili iné časové pásmo (nehovoriac o tom, že si krajiny môžu zvoliť vlastné), ako je časové pásmo, ktoré sa tiež zhoduje s dĺžkou - v DE, t. J. SEČ?

@ Nie je významné
Vysvetlenie, ktoré som dostal, je, že v lete po SEČ sa svetlo osvetľuje príliš skoro. Každý, kto spí citlivo, sa zobudí o štvrtej hodine ráno kvôli nástupu súmraku a nemôže sa vrátiť spať. Pretože je oveľa jednoduchšie prekonať tmu elektrickým svetlom, ako úplne zatemniť spálňu, mnohí uprednostňujú trvalý letný čas (alebo Atény/Helsinky/Petrohrad)

Ale myslím si, že to je slabý argument, pretože veľa výskumníkov spánku už upozorňuje na to, že naša spoločnosť skôr vstane príliš skoro ako neskoro. Mnohí si myslia, že škola sa začína o ôsmej príliš skoro. S permanentným letným časom by to bolo v zime oveľa ťažšie.

Pretože je oveľa jednoduchšie prekonať tmu elektrickým svetlom, ako úplne zatemniť spálňu, mnohí uprednostňujú permanentný letný čas ...

čo samozrejme zvráti pôvodný význam zmeny času, a preto by v určitom okamihu malo opäť zmysel. Generovanie svetla si vyžaduje energiu.

Ale myslím si, že to je slabý argument