世界時間

 世界時（UT或UT1）是基於地球自轉的時間標準。^[ 1 ]雖然最初是0° 經度的平太陽時，但精確測量太陽是很困難的。因此，UT1 是根據地球相對於國際天體參考系(ICRF) 的角度測量值計算得出的，稱為地球自轉角（ERA，可取代格林威治平均恆星時）。 UT1 在地球上任何地方都是一樣的。需要UT1來遵循該關係

ERA = 2π(0.7790572732640 + 1.00273781191135448  · Tu ₎弧度

其中Tu = ( _Julian UT1日期− 2451545.0)。^[ 2 ]

歷史

在引入標準時間之前，時鐘使用世界中的每個城市都會根據太陽的當地位置設定其官方時鐘（如果有）（請參閱太陽時）。在英國引入鐵路旅行之前，這種方法一直有效，鐵路旅行使得長距離旅行成為可能，當火車每天運行穿過幾個城鎮時，需要不斷重新設置計時器。從1847年開始，英國制定了格林威治標準時間，即英國格林威治本初子午線上的平均太陽時，以解決這個問題：英國所有時鐘都設定為這個時間，而不管當地的太陽正午如何。^[ a ]使用望遠鏡，在英國格林威治皇家天文台將GMT 校準為平均太陽時。天文鐘或電報被用來同步這些時鐘。^[ 4 ]

世界標準時區。每個區域底部的數字指定加到 UTC 以將其轉換為本地時間的小時數。

隨著國際貿易的成長，出現了對國際時間測量標準的需求。幾位作者提出了「通用」或「宇宙」時間（請參閱時區 § 全球時區）。世界時的製定始於國際子午線會議。在這次會議結束時，即 1884 年 10 月 22 日，^[ b ]宣布世界時間的建議基準參考“世界日”為格林威治皇家天文台的當地平均太陽時，從 0 時開始計算。的意思是午夜。^[ 5 ]這與大不列顛島自 1847 年以來使用的民用格林威治標準時間一致。這樣做的目的是將一晚的觀察結果保存在一個日期內。民用系統於 1925年1 月 1 日 0時（民用）開始採用。上被提及。選擇格林威治是因為到 1884 年，三分之二的海圖和地圖已經使用它作為本初子午線。^[ 6 ]

1848年至1972年間，所有主要國家都採用了以格林威治子午線為基礎的時區。^[ 7 ]

1928年，國際天文學聯合會引入了「世界時」 （UT ）一詞來指稱GMT，一天從午夜開始。^[ 8 ]這個術語被推薦為比格林威治標準時間更精確的術語，因為GMT可以指從中午開始的天文日，也可以指從午夜開始的民用日。^[ 9 ]由於公眾總是在午夜開始一天的工作，因此向他們展示的時間刻度仍然是格林威治標準時間。^{[需要引用]}

引入時，廣播時間訊號基於 UT，因此基於地球的自轉。 1955 年，BIH採用了William Markowitz 的一項提案，該提案於1956 年1 月1 日生效，將UT 分為UT0（以前計算的UT）、UT1（針對極移校正的UT0）和UT2（針對極移和季節變化校正的UT0）。 UT1 是足以滿足「許多天文和大地測量應用」的版本，而 UT2 將透過無線電向公眾廣播。^{[ 10 ] [ 11 ]}

由於協調世界時(UTC) 的引入，UT0 和 UT2 很快就變得無關緊要。從 1956 年開始，WWV廣播了一個以 20 毫秒為增量的原子鐘訊號，使其與 UT1 一致。^[ 12 ] UT1 高達 20 ms 的誤差與 UT0、UT1 和 UT2 之間的差異處於同一數量級。到 1960 年，美國海軍天文台、皇家格林威治天文台和英國國家物理實驗室都採用類似的步進方法開發了 UTC。 1960 年的 URSI 會議建議所有授時服務應效仿英國和美國的做法，並使用銫的頻率偏移來廣播協調時間，旨在根據需要偶爾採取步驟來匹配 UT2 的預測進展。^[ 13 ]從1972年1月1日開始，UTC被定義為跟隨UT1在0.9秒內而不是UT2，標誌著UT2的衰落。^[ 14 ]

現代民用時間一般遵循UTC。在一些國家，格林威治標準時間這一術語至今仍廣泛用於指稱 UT1、民用計時以及天文年曆和其他參考資料中。當不需要超過一秒鐘的精度時，UTC 可以用作 UT1 的近似值。 UT1 和 UTC 之間的差異稱為DUT1。^[ 14 ]

各國的收養

表格顯示了採用基於格林威治子午線的時區（包括半小時時區）的日期。

年 國家[ 15 ] 1847年 英國[ 3 ] 1880年 愛爾蘭（全島） 1883年 加拿大、美國[ c ] 1884年 塞爾維亞 1886年 紐西蘭[ 16 ] 1888年 日本 1892年 比利時、荷蘭、[ d ]南部非洲[ e ] 1893年 義大利、德國、奧匈帝國（鐵路） 1894年 保加利亞、丹麥、挪威、瑞士、羅馬尼亞、土耳其（鐵路） 1895年 澳大利亞, 納塔爾 1896年 福爾摩沙（台灣） 1899年 波多黎各、菲律賓 1900年 瑞典、埃及、阿拉斯加 1901年 西班牙 1902年 莫三比克、羅德西亞 1903年 青島, 天津 1904年 中國沿海、韓國、滿洲里、北婆羅洲 1905年 智利 1906年 印度（加爾各答除外）、錫蘭（斯里蘭卡）、塞席爾 1907年 模里西斯、查戈斯 1908年 冰島法羅群島 1911年 法國、阿爾及利亞、突尼斯、許多法國海外屬地、英屬西印度群島 1912年 葡萄牙及海外屬地、其他法國屬地、薩摩亞、夏威夷、中途島及關島、帝汶、俾斯麥群島、牙買加、巴哈馬群島。 1913年 英屬宏都拉斯, 達荷美 1914年 阿爾巴尼亞、巴西、哥倫比亞 1916年 希臘、波蘭、土耳其

年 國家 1917年 伊拉克、巴勒斯坦 1918年 瓜地馬拉、巴拿馬、岡比亞、黃金海岸 1919年 拉脫維亞、奈及利亞 1920年 阿根廷、烏拉圭、緬甸、暹羅 1921年 芬蘭、愛沙尼亞、哥斯大黎加 1922年 墨西哥 1924年 蘇聯爪哇 1925年 古巴 1928年 中國內地 1930年 百慕達 1931年 巴拉圭 1932年 巴貝多、玻利維亞、荷屬東印度群島 1934年 尼加拉瓜、東尼日爾 到 1936 年 拉布拉多，諾福克 I. 到 1937 年 開曼群島、庫拉索島、厄瓜多、紐芬蘭 到 1939 年 費爾南多·波，波斯 到 1940 年 豪勳爵一世 1940年 荷蘭 到 1948 年 亞丁、阿森松島、巴林、英屬索馬利蘭、加爾各答、荷屬圭亞那、肯亞、馬來聯邦、阿曼、海峽殖民地、聖赫勒拿、烏幹達、桑給巴爾 到 1953 年 南喬治亞島拉羅湯加島 到 1954 年 庫克群島 到 1959 年 馬爾地夫一共和國 到 1961 年 友善群島、東加群島 到 1962 年 沙烏地阿拉伯 到 1964 年 紐埃群島 1972年 賴比瑞亞

除尼泊爾標準時間(UTC+05:45) 外，新西蘭查塔姆群島使用的查塔姆標準時區(UTC+12:45) ^[ 17 ]以及未經官方批准的中西部時區(UTC+8:45 )在尤克拉、西澳大利亞州及週邊地區，所有使用的時區均以與 UTC 的偏移量定義，該偏移量為半小時的倍數，在大多數情況下為一小時的倍數。^{[需要引用]}

測量

另請參閱：地球自轉§測量

從歷史上看，世界時是透過觀察太陽在天空中的位置來計算的。但天文學家發現，透過觀察每天穿過子午線的恆星來測量地球的自轉更為準確。如今，與國際原子時(TAI)相關的 UT是透過對遙遠天體（恆星和類星體）位置進行甚長基線干涉測量(VLBI) 觀測來確定的，這種方法可以在15 微秒或更短的時間內確定UT1。^{[ 18 ] [ 19 ]}

1853 年的“通用錶盤”，顯示了採用世界時間之前“所有國家”的相對時間

地球和UT的自轉由國際地球自轉和參考系統服務（IERS）監測。國際天文學聯盟也參與制定標準，但廣播標準的最終仲裁者是國際電信聯盟或ITU。^[ 20 ]

地球的自轉有些不規則，並且由於潮汐加速而逐漸減慢。此外，秒的長度是根據1750年至 1890年間對月球的觀測確定的。^[ f ]由於 UT 的速率略有不規則，天文學家引入了星曆時間，此後已被地球時間(TT)取代。由於世界時是由地球自轉決定的，而地球自轉偏離了更精確的原子頻率標準，因此需要對此原子時進行調整（稱為閏秒），因為（截至 2019 年）“廣播時間”與太陽大致保持同步時間。^[ g ]因此，民用廣播的時間和頻率標準通常緊密遵循國際原子時，但偶爾會步進（或「跳躍」），以防止它們偏離平太陽時太遠。^{[需要引用]}

重心動力時（TDB）是原子時的一種形式，現在被用來建構行星和其他太陽系天體的星曆表，主要有兩個原因。^[ 21 ]首先，這些星曆表與行星運動的光學和雷達觀測聯繫在一起，並且擬合了 TDB 時間尺度，以便遵循牛頓運動定律以及廣義相對論的修正。其次，基於地球自轉的時間尺度並不統一，因此不適合預測太陽系中物體的移動。^{[需要引用]}

替代版本

UT1是世界時的主要形式。^[ 1 ]然而，還有其他幾種不常用的時間標準，稱為通用時間，與 UT1 的誤差在 0.03 秒以內：^[ 22 ]

• UT0是天文台透過觀測恆星或河外無線電源的晝夜運動以及對月球和人造地球衛星的測距觀測而確定的世界時。天文台的位置被認為在地球參考系（例如國際地球參考系）中具有固定座標，但地球旋轉軸的位置在地球表面上漂移；這就是所謂的極移。 UT0 不包含任何極移校正，而 UT1 包含它們。 UT0 和 UT1 之間的差異約為幾十毫秒。UT0名稱不再常用。^[ 23 ]
• UT1R是 UT1 的平滑版本，濾除潮汐引起的週期性變化。它包括 62 個平滑項，週期從 5.6 天到 18.6 年不等。^[ 24 ] UT1R 仍在技術文獻中使用，但在其他地方很少使用。^[ 25 ]
• UT2是 UT1 的平滑版本，濾除週期性季節性變化。它主要具有歷史意義，並且很少再使用。它的定義是

其中t是貝塞爾年的時間。^[ 26 ]

參見

• 世界入口網站

• 火星上的艾里平均時間
• 地球定向參數
• 國際通用標準一覽表
• Unix時間