世界時

世界時（UTまたはUT1）は、地球の自転に基づく時間基準です。^[1]もともとは経度0°の平均太陽時でしたが、太陽の正確な測定は困難です。そのため、UT1は、国際天体基準フレーム（ICRF）に対する地球の角度の測定値から計算され、地球自転角（ERA、グリニッジ平均恒星時の代わりとして機能します）と呼ばれます。UT1は地球上のどこでも同じです。UT1は次の関係に従う必要があります。

ERA = 2π(0.7790572732640 + 1.00273781191135448  · T _u ) ラジアン

ここでT _u = (ユリウスUT1日 − 2451545.0 )である。^[2]

標準時が導入される前は、時計を使用する世界中の各自治体は、公式の時計があれば、太陽の現地の位置に合わせて設定していました（太陽時を参照）。これは、英国で鉄道旅行が導入されるまでは十分に機能していました。鉄道旅行により、長距離を高速で移動できるようになり、列車が毎日いくつかの町を通過するたびに時計を継続的に再設定する必要が生じました。1847年から、英国は、この問題を解決するために、イングランドのグリニッジの子午線上の平均太陽時であるグリニッジ標準時を確立しました。これにより、英国のすべての時計は、現地の太陽正午に関係なく、この時間に設定されるようになりました。^[a]望遠鏡を使用して、GMTは英国のグリニッジ王立天文台の平均太陽時に調整されました。これらの時計を同期させるために、クロノメーターまたは電信が使用されました。 ^[4]

国際貿易が拡大するにつれ、時間測定の国際標準の必要性が生じた。何人かの著者が「世界」または「宇宙」時間を提案した（タイムゾーン § 世界のタイムゾーンを参照）。世界時刻の開発は、国際子午線会議で始まった。この会議の終わりの 1884 年 10 月 22 日、^[b]世界時刻の推奨基準である「世界日」は、グリニッジ天文台の現地平均太陽時であり、グリニッジ標準時真夜中の 0 時から数えられると発表された。^[5]これは、1847 年以来イギリス島で使用されている民間のグリニッジ標準時と一致していた。対照的に、天文 GMT は平均正午から始まり、つまり天文日X は民間日Xの正午から始まった。この目的は、一晩の観測を 1 つの日付にまとめることであった。民間システムは1925年1月1日0時（民間）から採用された。航海用GMTは、少なくとも1805年のイギリス海軍までは天文用GMTより24時間早く始まったが、1884年の会議で言及されたため、その後も他の場所では存続した。グリニッジが選ばれたのは、1884年までにすべての海図と地図の3分の2がすでにグリニッジを本初子午線として使用していたためである。^[6]

1848年から1972年の間に、すべての主要国はグリニッジ子午線に基づくタイムゾーンを採用しました。^[7]

1928年、国際天文学連合は、一日が真夜中から始まるGMTを指すために、世界時（UT ）という用語を導入した。 ^{[8]この用語は、}グリニッジ標準時よりも正確な用語として推奨された。なぜなら、GMTは正午から始まる天文日と真夜中から始まる常用日のどちらにも言及できるからである。 ^[9]一般大衆は常に真夜中に一日を始めていたため、タイムスケールはグリニッジ標準時として提示され続けた。^[要出典]

導入された当時、放送された時刻信号はUT、つまり地球の自転に基づいていた。1955年、BIHはウィリアム・マーコウィッツの提案を採用し、1956年1月1日に発効した。UTはUT0（従来計算されたUT）、UT1（極運動補正されたUT0）、UT2（極運動と季節変動補正されたUT0）に分割された。UT1は「多くの天文学および測地学の用途」に十分なバージョンであり、UT2はラジオで一般向けに放送されることになっていた。^{[10] [11]}

UT0とUT2は、協定世界時（UTC）の導入によりすぐに無関係になった。1956年以降、WWVはUT1と一致させるために20ミリ秒ずつステップを踏む原子時計の信号を放送した。^[12] UT1からの最大20ミリ秒の誤差は、UT0、UT1、UT2の差と同じ桁である。1960年までに、米国海軍天文台、王立グリニッジ天文台、英国国立物理学研究所は、同様のステップのアプローチでUTCを開発していた。1960年のURSI会議では、すべての時刻サービスが英国と米国の先例に従い、必要に応じて時折ステップを踏んで、予測されるUT2の進行に一致するようにセシウムからの周波数オフセットを使用して協定時刻を放送することが推奨された。^[13] 1972年1月1日から、UTCはUT2ではなくUT1に0.9秒以内で追従するように定義され、UT2の衰退を示した。^[14]

現代の民間時間は一般的にUTCに従います。一部の国では、グリニッジ標準時という用語が、民間の計時だけでなく天文暦やその他の参考資料でもUT1を指すために今日まで一般的に使用されています。1秒未満の精度が必要ない場合は、UTCをUT1の近似値として使用できます。UT1とUTCの差はDUT1として知られています。^[14]

この表は、30 分タイムゾーンを含む、グリニッジ子午線に基づくタイムゾーンの採用日を示しています。

ネパール標準時（UTC+05:45）、ニュージーランドのチャタム諸島で使用されているチャタム標準時（UTC+12:45） ^{[17] 、および}西オーストラリア州ユークラとその周辺地域で使用されている公式には認可されていない中央西部時間帯（UTC+8:45）を除き、使用されているすべてのタイムゾーンは、UTCからのオフセットで定義され、そのオフセットは30分の倍数、ほとんどの場合は1時間の倍数です。^[要出典]

歴史的に、世界時は空の太陽の位置を観測して計算されていました。しかし、天文学者は、毎日子午線を横切る星を観測して地球の自転を計測する方が正確であることを発見しました。今日では、国際原子時（TAI）に対するUTは、遠方の天体（星とクエーサー）の位置を超長基線電波干渉計（VLBI）で観測することによって決定され、UT1を15マイクロ秒以内またはより正確に決定することができます。^{[18] [19]}

地球の自転とUTは国際地球自転・基準系サービス（IERS）によって監視されている。国際天文学連合も標準の設定に関与しているが、放送標準の最終裁定者は国際電気通信連合（ITU）である。^[20]

地球の自転はいくぶん不規則で、潮汐の加速により徐々に遅くなっています。さらに、秒の長さは1750年から1890年までの月の観測から決定されました。これらすべての要因により、現代の平均太陽日は、平均して、 1日あたりの従来の秒数である公称86,400 SI秒よりもわずかに長くなります。 ^[f]このようにUTの速度はわずかに不規則であるため、天文学者はエフェメリス時間を導入しましたが、これはその後、地球時間(TT)に置き換えられました。世界時は地球の自転によって決定され、地球の自転はより正確な原子周波数標準からずれるため、この原子時の調整 (うるう秒と呼ばれる) が必要になります。これは、(2019年現在^{[アップデート]})「放送時間」が太陽時とほぼ同期しているためです。^[g]したがって、民間放送の時間と周波数の標準は、通常は国際原子時とほぼ一致しますが、平均太陽時から大きくずれるのを防ぐために、時々変更（または「飛び越し」）されます。^[要出典]

原子時の一種である重心力学時(TDB) は、現在、惑星やその他の太陽系天体の天体暦の作成に使用されていますが、それには主に 2 つの理由があります。^{[21]まず、これらの天体暦は、惑星の運動に関する光学および}レーダー観測と結びついており、TDB の時間スケールは、一般相対性理論の補正を加えたニュートンの運動法則に従うように調整されています。次に、地球の自転に基づく時間スケールは均一ではなく、したがって、太陽系内の物体の運動を予測するのに適していません。^{[引用が必要]}

UT1は世界時刻の基本形式です。^{[1]しかし、}世界時刻と呼ばれる他の時間基準もいくつかあり、UT1と0.03秒以内で一致します。^[22]

• UT0 は、天文台で恒星や銀河系外電波源の日周運動を観測し、また月や人工地球衛星の測距観測によって決定される世界時である。天文台の位置は、地球基準フレーム(国際地球基準フレームなど) 内の固定座標を持つと考えられるが、地球の自転軸の位置は地球表面上を移動する。これは極運動として知られている。UT0 には極運動の補正は含まれていないが、UT1 には含まれている。UT0 とUT1の差は数十ミリ秒程度である。UT0 という名称は、現在では一般的には使用されていない。^[23]
• UT1RはUT1の平滑化バージョンであり、潮汐による周期的な変動を除外しています。5.6日から18.6年までの周期を持つ62の平滑化項が含まれています。^[24] UT1Rは技術文献ではまだ使用されていますが、他の分野ではほとんど使用されていません。^[25]
• UT2はUT1を滑らかにしたもので、周期的な季節変動を除外したものです。主に歴史的な関心の対象であり、現在ではほとんど使用されていません。UT2は次のように定義されます。

${\displaystyle UT2=UT1+0.022\cdot \sin(2\pi t)-0.012\cdot \cos(2\pi t)-0.006\cdot \sin(4\pi t)+0.007\cdot \cos(4\pi t)\;{\mbox{秒}}}$

ここでtはベッセル年に対する割合で表した時間である。^[26]

• 火星のエアリー平均時
• 地球の方向パラメータ
• 国際共通規格一覧
• Unix時間

• 「地球の方向を示す一般的な単位と変換」。IERS Rapid Service / Prediction Center、米国海軍天文台。 2022年6月16日閲覧。
• Arias, EF; Guinot, B.; Quinn, TJ (2003 年 5 月 29 日)。地球の自転と時間スケール(PDF)。UTC 時間スケールに関する ITU-R 特別報告者グループ会議。
• 「帯状潮汐による地球自転の変化」パリ：地球オリエンテーションセンター。 2011年10月2日閲覧。
• ギャリソン、ピーター(2003)。『アインシュタインの時計、ポアンカレの地図：時間の帝国』ニューヨーク：WW ノートン & Co. ISBN 0-393-02001-0。時間の標準化の歴史について説明します。
• Guinot, Bernard (2011 年 7 月)。「太陽時、法定時刻、使用時刻」。Metrologia . 48 (4): S181–S185。Bibcode : 2011Metro..48S.181G。doi :10.1088/ 0026-1394 /48/4/S08。S2CID 121852011  。
• HM Nautical Almanac Office (2015 年 4 月)。「世界タイムゾーン マップ」。
• ハウズ、デレク（1980年）。「グリニッジ時間と経度の発見」オックスフォード大学出版局。pp.154-5。名前は更新されていません。
• ハウズ、デレク（1997年）。グリニッジ時間と経度。フィリップ・ウィルソン。ISBN 0-85667-468-0。
• McCarthy, Dennis D. (1991 年 7 月). 「天文時間」(PDF) . Proceedings of the IEEE . 79 (7): 915–920. doi :10.1109/5.84967. 2022 年 10 月 9 日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。
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• セイデルマン、P.ケネス（1992）。天文年鑑の補足解説。カリフォルニア州ミルバレー：University Science Books。ISBN 0-935702-68-7。
• アーバン、ショーン、ザイデルマン、P. ケネス編 (2013)。天文年鑑補足(第 3 版)。カリフォルニア州ミルバレー: University Science Books。
• 「UT1R」。国際地球回転・基準系サービス。 2013年3月6日閲覧。
• 「地上時間（TT）」。天文応用部門。米国海軍天文台。 2022年6月16日閲覧。

 この記事には、連邦規格 1037Cのパブリック ドメイン マテリアルが組み込まれています。一般調達局。2022 年 1 月 22 日時点のオリジナルよりアーカイブ。

• クラーク・ブレイズ著『タイム・ロード』：サンフォード・フレミングの伝記と標準時間の考え方