+ Barycentryczny czas dynamiczny Skrót TDB Nazwa francuska Rodzaj liniowa transformacja barycentrycznego czasu współrzędnego (TCB) Zastosowania efemerydy planet i sond Organizacja normalizująca Międzynarodowa Unia Astronomiczna Epoka odniesienia 1 stycznia 1977, 00:00:00 TAI (w geocentrum)

Barycentryczny czas dynamiczny (TDB, historycznie zachowany skrót od , ) – relatywistyczna skala czasu stosowana w astronomii jako argument czasu przy obliczaniu efemeryd planet, planetoid, komet i sond międzyplanetarnych. Od 2006 roku Międzynarodowa Unia Astronomiczna (IAU) definiuje ją jako liniową transformację barycentrycznego czasu współrzędnego (TCB) – relatywistycznej skali czasu barycentrycznego układu odniesienia Układu Słonecznego. Skalę dobrano tak, aby dla obserwatora przy powierzchni Ziemi pozostawała możliwie bliska czasowi ziemskiemu (TT), dzięki czemu różnice między TDB a TT mają głównie charakter okresowy i pozostają rzędu milisekund.

TDB nie jest bezpośrednim wskazaniem pojedynczego zegara, lecz wielkością definiowaną w relatywistycznym opisie ruchu ciał w Układzie Słonecznym. Stosuje się go tam, gdzie potrzebna jest skala związana z barycentrum Układu Słonecznego, ale wygodniejsza praktycznie od TCB, którego różnica względem TT narasta liniowo.

Definicja thumb|upright=1.35|Relacje między skalami czasu TCB, TDB, TCG, TT i TAI Zgodnie z rezolucją B3 IAU z 2006 roku TDB jest zdefiniowany jako liniowa transformacja TCB:

gdzie oznacza datę juliańską wyrażoną w skali TCB,  s, a czyli data juliańska TCB zdarzenia 1 stycznia 1977 roku o godz. 00:00:00 TAI w geocentrum. W praktyce oznacza to, że TDB i TT pozostają do siebie bardzo zbliżone, podczas gdy TCB wykazuje względem nich liniowy dryf rzędu około 0,5 sekundy na rok. Ze wzoru definicyjnego IAU wynika, że na początku 2011 roku różnica TCB-TDB wynosiła około 16,6 s. Przyjętą wartość stałej oparto m.in. na wyznaczeniach tempa TCB względem czasu ziemskiego (Irwin i Fukushima, 1999 oraz Harada i Fukushima, 2003).

W odróżnieniu od TT, które zostało dobrane tak, by dobrze przybliżać tempo zegara na poziomie geoidy ziemskiej, TDB odnosi się do barycentrycznego opisu ruchu w Układzie Słonecznym i uwzględnia relatywistyczne skutki dylatacji czasu wynikające z ruchu i pola grawitacyjnego. Ponieważ TDB jest liniowo przeskalowaną postacią TCB, w precyzyjnych obliczeniach trzeba rozróżniać wielkości zgodne z TDB i TCB.

Historia TDB wprowadzono w 1976 roku jako barycentrycznego następcę czasu efemerydalnego (ET), równolegle z ziemskim czasem dynamicznym (TDT), późniejszym TT. Nazwy „barycentryczny czas dynamiczny" (TDB) i „ziemski czas dynamiczny" (TDT) przyjęto na Zgromadzeniu Ogólnym IAU w Montrealu w 1979 roku. Celem było zastąpienie nierelatywistycznej skali ET układami lepiej dostosowanymi do astronomii wysokiej precyzji i do relatywistycznego opisu ruchu ciał niebieskich. W praktyce zmiana wiązała się z przejściem od skali opartej na ruchu orbitalnym Ziemi do skal zgodnych z relatywistycznym opisem układów odniesienia.

Pierwotna definicja z 1976 roku wymagała jedynie, aby między TT a TDB występowały wyłącznie różnice okresowe. Okazała się ona jednak nie dość ścisła, ponieważ nie powiązano jej z pełną metryką relatywistyczną ani z jednoznacznie określoną relacją do skal geocentrycznych. Z tego powodu w 1991 roku IAU wprowadziła geocentryczny czas współrzędny (TCG) i barycentryczny czas współrzędny (TCB), a TDT przemianowano na TT. Ostatecznie w 2006 roku TDB zdefiniowano ponownie jako przeskalowaną liniowo postać TCB.

Zastosowania TDB jest używany przede wszystkim jako argument czasu w numerycznych efemerydach planetarnych i księżycowych oraz w dynamice ruchu sond międzyplanetarnych. Instytut Geodezji i Kartografii opisuje TDB jako barycentryczny czas dynamiczny stosowany jako argument efemeryd odniesionych do barycentrum Układu Słonecznego, bardzo bliski skali (argument czasu efemeryd) używanej w efemerydach DE405/LE405. Od TDT, późniejszego TT, różni się głównie wyrazami okresowymi o amplitudzie nieprzekraczającej 2 ms. IAU stwierdziła wprost, że argument czasu stosowany w efemerydach opracowywanych przez Jet Propulsion Laboratory (JPL), jest dla celów praktycznych równoważny TDB zdefiniowanemu w rezolucji z 2006 roku.

Praktyczną zaletą TDB jest to, że pozostaje bardzo bliski TT. W wielu zastosowaniach astronomicznych zmniejsza to skutki ewentualnego pomylenia obu skal, podczas gdy pomylenie TT i TCB prowadziłoby do narastającego błędu liniowego. Z tego powodu TDB zachował znaczenie operacyjne w efemerydach i oprogramowaniu astronomicznym, mimo że w formalnym opisie relatywistycznym podstawową skalą barycentryczną pozostaje TCB.

+ Porównanie wybranych skal czasu Skala Pełna nazwa Układ / odniesienie Relacja praktyczna TCB barycentryczny czas współrzędny BCRS (barycentryczny układ odniesienia) nieprzeskalowana współrzędna czasowa TDB barycentryczny czas dynamiczny powiązany z BCRS liniowa funkcja TCB; tempo bliskie TT TCG geocentryczny czas współrzędny GCRS (geocentryczny układ odniesienia) współrzędna czasowa układu geocentrycznego TT czas ziemski geocentrum powiązany z TAI przez 32,184 s UTC uniwersalny czas koordynowany czas cywilny zawiera sekundy przestępne

Zobacz też standard czasu

Przypisy

Linki zewnętrzne IAU 2006 Resolution B3: Re-definition of Barycentric Dynamical Time, TDB United States Naval Observatory, Circular 179

Kategoria:Czas Kategoria:Teoria względności Kategoria:Mechanika nieba