但是隨著地球越轉(zhuǎn)越慢,使用世界時(shí)的累計(jì)誤差會(huì)讓人們逐漸陷入一種晝夜顛倒的生活中,。因此,,又產(chǎn)生了歷書時(shí)。
歷書時(shí):使用地球公轉(zhuǎn)周期
1960年開始采用歷書時(shí),。歷書時(shí)的起始時(shí)刻是世界時(shí)1900年1月1日0時(shí),,在時(shí)刻上嚴(yán)格與世界時(shí)銜接起來(lái);歷書時(shí)的秒是回歸年長(zhǎng)度的1/31556925.9747,。歷書時(shí)的基本單位是年,,將年分成秒,,是將一個(gè)大周期分成了小周期,。但是歷書時(shí)也存在著問(wèn)題。因?yàn)闅v書時(shí)的觀測(cè)難度非常之大,,是通過(guò)觀察月亮得到的,,但是通過(guò)望遠(yuǎn)鏡看月亮,想找到準(zhǔn)確的邊緣那是相當(dāng)困難的,,因此精度非常低,,只有10^(-9)s。
為此,,科學(xué)家們開始尋找更加穩(wěn)定的時(shí)間,。
原子時(shí)-TAI:極其穩(wěn)定
原子時(shí)是以精確的秒的定義為基礎(chǔ)的時(shí)間。在1967年的第十三屆世界度量衡會(huì)議上,,決定采用原子時(shí),。銫133原子在基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)結(jié)構(gòu)間零磁場(chǎng)躍遷時(shí),輻射頻率的9192631770個(gè)周期持續(xù)的時(shí)間為1秒,。選取1958年1月1日世界時(shí)的0時(shí)為原子時(shí)的時(shí)刻起點(diǎn),,這樣不會(huì)造成時(shí)間的跳變。事后發(fā)現(xiàn),,在該瞬間原子時(shí)與世界時(shí)的時(shí)刻之差為0.0039秒,。這一差值就作為歷史事實(shí)而保留下來(lái)。原子時(shí)的特點(diǎn)就是極其穩(wěn)定,能達(dá)到10^(-12),,比歷書時(shí)高1000倍,。
圖4世界上第一臺(tái)銫133原子鐘(圖片來(lái)自維基百科)
但是,使用原子時(shí)也是有問(wèn)題的:
如果完全使用原子時(shí),,由于地球自轉(zhuǎn)變慢,,按照現(xiàn)在的速度,5000年差一個(gè)小時(shí),!三萬(wàn)年后,,午夜零時(shí)太陽(yáng)就升起來(lái)。為了解決這個(gè)問(wèn)題,,科學(xué)家們又發(fā)明了協(xié)調(diào)世界時(shí),。
協(xié)調(diào)世界時(shí):你每天看到的時(shí)間
協(xié)調(diào)世界時(shí)(Coordinated Universal Time),又稱世界統(tǒng)一時(shí)間,、世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間,、國(guó)際協(xié)調(diào)時(shí)間。由于英文(CUT)和法文(TUC)的縮寫不同,,作為妥協(xié),,簡(jiǎn)稱UTC。就是你現(xiàn)在看到的手機(jī)上的,、電腦上的,、新聞聯(lián)播上面的時(shí)間。協(xié)調(diào)世界時(shí)是以原子時(shí)秒長(zhǎng)為基礎(chǔ),,在時(shí)刻上盡量接近于世界時(shí)的一種時(shí)間計(jì)量系統(tǒng),。
圖5世界時(shí)區(qū)(圖片來(lái)自http://www.travelquaz.com)
不過(guò)隨著地球自轉(zhuǎn)的變慢,當(dāng)世界時(shí)和原子時(shí)之差會(huì)逐漸積累,。相差0.9秒的時(shí)候,,協(xié)調(diào)世界時(shí)就會(huì)選擇加一秒或者減一秒。一般放在6月30號(hào)或者12月31號(hào)的最后一分鐘的最后一秒,。比如2016年12月31日的60秒,。
地方原子時(shí)TA(k):各國(guó)實(shí)驗(yàn)室的“時(shí)間”
地方原子時(shí)是指由一個(gè)時(shí)間頻率實(shí)驗(yàn)室建立的本地的時(shí)間尺度物理信號(hào),成為地方原子時(shí)TA(k),。比如著名的美國(guó)海軍天文臺(tái),、德國(guó)物理技術(shù)研究所和我國(guó)的國(guó)家授時(shí)中心等。
必須指出,,在天文時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)中,,時(shí)間基準(zhǔn)是由地球的自轉(zhuǎn)或公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)提供的,不會(huì)因?yàn)榛鶞?zhǔn)鐘的“停止運(yùn)轉(zhuǎn)”而“丟失”時(shí)間,。以原子頻標(biāo)作為基準(zhǔn)鐘建立原子時(shí),,單一的原子鐘會(huì)因?yàn)槭褂脡勖狡诨蛘邥?huì)因?yàn)橥饨绲脑蚨V惯\(yùn)轉(zhuǎn),。
目前世界上主要守時(shí)實(shí)驗(yàn)室,普遍采用以下兩種方法建立各自的地方原子時(shí)標(biāo)準(zhǔn):
1,。由高精度實(shí)驗(yàn)室初始銫標(biāo)準(zhǔn)定期校準(zhǔn)由一組二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)組成的守時(shí)鐘組,,由守時(shí)鐘組的統(tǒng)計(jì)平均給出原子時(shí)。
2,。利用一定數(shù)量的商品原子頻率標(biāo)準(zhǔn)(如氫脈澤,、銫原子鐘、銣原子鐘等)組成守時(shí)系統(tǒng),,聯(lián)合導(dǎo)出原子時(shí),。
通過(guò)以上方法,一個(gè)守時(shí)實(shí)驗(yàn)室可以建立本地的原子時(shí)時(shí)間尺度,,通常表示為TA(k),。而TA(k)是一個(gè)滯后的“紙面時(shí)間”,無(wú)法提供實(shí)時(shí)的時(shí)間頻率信號(hào),。因此,,在實(shí)際應(yīng)用中,守時(shí)實(shí)驗(yàn)室通常會(huì)從守時(shí)鐘組鐘選取一臺(tái)性能較好的原子鐘,,對(duì)其進(jìn)行頻率駕馭,,作為守時(shí)實(shí)驗(yàn)室時(shí)間尺度的物理信號(hào),通常將某一實(shí)驗(yàn)室提供的物理信號(hào)表示為UTC(k),。
我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間是由國(guó)家授時(shí)中心保持的,,稱為UTC(NTSC)
看完本文,,不知道大家是不是get到一個(gè)tip:那就是出去旅游向西走可以早點(diǎn)到達(dá)目的地,,向東走可以晚一點(diǎn)回來(lái),,實(shí)際上并沒(méi)有差別(手動(dòng)滑稽),。