この質問は事実上尋ねます:公式の時間測定UT1と平均太陽時間の他のいくつかの信頼できる測定値の間に、おそらく進歩的な不一致はありますか?これは最初に思われるよりも答えるのが難しいです。
UT1は現在の平均太陽時間の公式の代表です。平均太陽時間の独立した測定値(UT0やUT2などのUT1の直接の親族以外)が最近定義されているか、正確に計算されているかは疑問です。(18世紀初頭以降に発見された多くの太陽の摂動を無視し、その結果が正確な平均太陽時間から最大で約3秒異なる場合があるため、通常実行される時間方程式の方法はおおよその概算にすぎません:参照Hughes et al。(1989)、「Theeq of time」、 http://adsabs.harvard.edu/abs/1989MNRAS.238.1529H。)しかし、質問が示すように、UT1に質問する1つの理由は、太陽時間は自然に、地球の軸回転と太陽の周りの地球の軌道運動の角速度に関連する2つの独立変数に依存することです。対照的に、公式のUT1計算は、これらを単一の定数比に凝縮し、自然な物理モデルの独立変数の1つを失うように見えます。これは、UT1がより物理的に定義された平均太陽時間から逸脱している、または逸脱しているという疑惑を引き起こす可能性があります。
実際、平均太陽時間を計算するための(もはや公式ではない)代替的で物理的な基礎があります。これは、19世紀の平均太陽時の定義と計算の歴史から収集できます。同時に、20/21世紀に取られたいくつかの手順の起源と性質を示すために、歴史からいくつかの文書があり、古い19世紀の物理モデルを現在の(そして非常に非透明性!)UT1の計算の基礎:(N Capitaine et al。(2003)、 "Expressions to implement the IAU 2000 definition of UT1"、Astronomy&Astrophysics 406、1135-1149、http:// adsabs .harvard.edu / abs / 2003A%26A ... 406.1135C)。
平均太陽時間を決定するための古典的な方法(航海年鑑、19th-c。):( ここでは議論されていないが、18th-cの間に見かけの太陽運動の摂動が連続して発見されたため、より複雑になった時間の方程式を使用している。 ;それらすべてを正確な計算に含める必要がありました。)平均太陽時間のより単純な同等の方法は、その期間に適切な天文学的精度まで、1774年のNevil Maskelyneの表(http://docs.lib。 noaa.gov/rescue/rarebooks_1600-1800/QB12M31774.pdf)、特に彼の太陽の平均経度の表は度から時間に変換され、0.01時間秒の精度で与えられます。彼の指示は、これを使用して観測された恒星時を平均太陽時に変換する方法を示しました。Maskelyneがこの方法をグリニッジ標準時から標準化することを意図していたかどうかは不明かもしれませんが、それが起こったようです。したがって、最初は、JJラランドの「天文学」(3版、パリ、1764、1771、1792)によると、平均時間の方法は通常、時間の方程式に依拠していましたが、ラランドの第3版は1792(vol.1、https:// archive.org/details/astronomielalande01lala、Art.1014-5、P.361を参照)はMaskelyneの表の言及を追加し、「イギリスでは」観測の平均時間を見つけるために使用されたとコメントしました。航海暦は最終的に(1833年から)恒星と平均太陽時((グリニッジ)の正午の恒星時)と19世紀の残りの期間の関係を表に示し始めました。そのような表は、恒星時から平均太陽を見つける標準的な観測所の方法になったものを提供しました(JC Adams 1884、「平均太陽時間の定義について」、Observatory 7、42-44、http: //adsabs.harvard.edu/abs/を参照してください。 1884Obs ..... 7 ... 42A)。
この方法は、天文赤道の弧の2つの部分への分割を使用して、球形天文学で単純な物理的基礎を持ち、東の赤道点から東に向かって子午線で頂点に達する点まで伸びます-下の図に示されています。
(図の上部は、北半球の南を向いている観測者の地平線の上にある天の赤道(EWとマークされています)を表しています。Mは、赤道が(南)子午線と交差する最高点です。Qは、最初の点です。 Ariesのポイントです。QSは、分点から計算された太陽の平均経度を表します。これは、(概念的に)黄道から赤道に移され、架空の平均太陽の平均赤経を表します。配置の便宜上、図は、6月頃の午後早く(SはMの少し西側)の位置を表しています(SはQのほぼ90度東です)(N)は地平線の下にあります)。
JJ de Lalande(1792、 'Astronomie'、3rd ed。vol.1、art.1014、p.361、https: //archive.org/details/astronomielalande01lala )の時間定義と説明は、明確に状態を示しています(正しい昇天を表現しています)ラランドの習慣によると、度で):-
「太陽の平均経度、および度に変換された平均時間は、中天の正しい上昇を与えます。」この図では、これはQS + MS = QMに変換されます。
ラランドはまた、「太陽の赤経、または中天の赤経を見つけるために使用された星の赤経は、太陽の平均経度のような平均春分から数えられるべきである...」と指摘しました(art.1015)。現代の読者はさらに、(a)19世紀の終わり頃までの「恒星時」を観察および表にした場合、常に昇天に章動の影響が含まれていた、つまり「見かけの」恒星時であったことに注意する必要があります(航海暦の説明を参照) 1864、pp.515、https: //babel.hathitrust.org/cgi/pt?id = mdp.39015068159329 )、および(b)当時の太陽の表形式の平均経度にも平均収差の影響が含まれていた:Newcomb's 1895-8の表はそれを削除しようとした最初の人でした。
ラランド(Art.1015)は続けた:「それは、中天の右昇度{つまり恒星時}」「太陽の平均経度の24時間の補数に追加されることは平均時間を与える」、そして「この方法が使用される」観測時間を見つけるためにイングランドで:Maskelyne氏は彼のテーブルで100分の1秒までの時間の太陽の動きを示しました。 "図の観点から、これは平均時間MS = QM +(24h-QS )= QM-QS。
平均太陽時を定義する前述の古典的な方法の最新バージョン:前述のような方法が現在の期間中、年鑑の計算に使用されるソーラーテーブルのソースが時々更新され、より新しく、より正確な理論とテーブルが利用可能になりました。したがって、(英国の)航海年鑑では、太陽に対するデランブルの平均要素が1833年までの小さな修正で使用され、次にベッセルの平均要素が1834年から1863年まで、レベリアの平均要素が1864年から世紀末まで使用されました。集計の時点でわずかな不連続が発生しましたが、原則は変更されていません。したがって、同じ方法の最新バージョンは、太陽の平均経度の最近の正確なデータを使用して実装できます。太陽の平均要素/経度(エフェメリス/動的時間TTの両方で)の2つの最新のソースが利用可能です。JLSimon et al。http://adsabs.harvard.edu/abs/1994A%26A...282..663S ; そしてJ Chaprontら、「月軌道パラメータの新しい決定...」(2003から14に公式に使用されたJPL後継者の天体暦DE405から派生)、Astronomy&Astrophysics 387、700-709、http:// adsabs .harvard.edu / abs / 2002A%26A ... 387..700C。現在の目的では、これらの2つの天体暦の太陽の位置はほとんど同じです。日付の平均春分から計算される平均太陽経度は、Simon et al。Chapront et al。のデータ。経度の一般的な歳差運動を適用する必要があるJ2000の固定分点用です。現代の平均経度の両方のセットは幾何学的であり、平均収差は円弧で-20 ".4955として適用されます。その調整により、それらは古い平均経度のように使用でき、時間に変換され、架空の平均のアセンションとして扱われます太陽、および平均太陽時間と平均恒星時間を関連付けるために上記の数式で適用されます。結果はUT1の現在の値と比較できます。{要求された場合、いくつかの計算例が追加されます。}
現代のIERSゼロ子午線:グリニッジ天文台にある古いトランジット機器での時間と新しいIERS基準(ゼロ)子午線での時間との差に、許容値が必要ないように見えることは注目に値します。IERS基準子午線の地上トラックは、古いトランジット機器を通って子午線の東約102mにあります。S Malysらの論文。(2015)、「グリニッジ子午線が移動した理由」(J Geodesy 89、1263-1272、http: //adsabs.harvard.edu/abs/2015JGeod..89.1263M)垂直方向の局所的な重力たわみの影響として、地上軌道の違いを説明します。したがって、IERSゼロ経線の地上トラックは古いエアリー輸送計器のかなり東側にありますが、経度で約5.3インチの弧、または地球中心の回転を表す場合は約0.35時間秒の回転をする距離です。回転楕円体の地球では、実際には参照フレームの回転はありません(測定誤差内で):垂直方向の偏向により、差は平行な変位になります。古い輸送機器の名目上の子午線(ただし、地理中心外)平面では、実質的に平行ですIERS基準子午線のより東側の地上トラックを通る地球中心子午線平面に、IERS地理中心子午線平面に取り付けられた輸送機器は「見える」
平均太陽時間/ UT1の現代の変化:平均太陽時間 の19世紀の航海年鑑標準は、UT1の現在の標準に向けていくつかの連続した方法で変更されました。(ここでは説明していませんが、UT0、UT1、UT2の違いにつながる、観測された極移動と季節効果の補正は行いません。)しかし、19th-cの履歴がありました。前述の古い太陽データから新しい太陽データへの切り替えの1つについての論争。これは予兆であり、20 / 21st-cの一部に影響を与えた可能性があるため、簡単に説明する価値があります。平均太陽経度の使用からの逸脱。
(ベッセルのデータから1863年の終わりまで、1864年以降に使用されたルベリエのデータへの)切り替えの1つで、恒星太陽と平均太陽時間の表形式の関係に0.5秒強の不連続が発生しました(たとえば、 「1863年12月32日」と1864年1月1日の海事年鑑における平均正午の恒星時の毎日の表形式の値(1864年のボリュームのグリニッジ平均正午1864年1月1日のデータ、https://babel.hathitrust.org/) ?ID = mdp.39015068159329 CGI / PT、それが指定された1863ボリュームで同じ物理日に「1863年12月32」、 https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=mdp.39015068159006) 。
1864年の序文に簡単な説明と謝罪がありました:LeVerrierの理論が新しい長期の太陽周期的摂動を特定したため、段階的な変化が生じました:これらが発見されないままである限り、それらの効果は古い平均要素に含まれていました。それらは新しいものから取り除かれなければなりませんでした。火星と木星に起因するそれらの最大のものは、1864年の初めにそのピーク近くにあり、切り替えのほぼすべての時間の不一致の原因でした。
この切り替えと不連続性は、20年近くの間ほとんど注目されていませんでした。しかし、評判のある天文学者で大学の天文台のディレクターであるEJ Stoneは、1880年代に、観測された月の場所とハンセンの1857年の「Tables de la Lune」によって計算された位置との不一致の増大を説明しようとしました。石は、月のエラーの原因として、ベッセルの平均太陽要素からレベリアの平均太陽要素への切り替えから生じる計算された平均太陽時間の約0.5秒の不連続で、(かなり誤って)捕捉しました(EJ Stone、1883 MNRAS 43、 335-345および401-407)。2つの影響は無関係であり、ストーンは約365倍のエラーを誇張する間違いも犯しました。ストーンの間違いは、カルテットと同様にジョンカウチアダムス(1883 MNRAS 44、43-47; 1884 MNRAS 44、82-84)、Arthur Cayley(1883 MNRAS 44、47-49; 1884 MNRAS 44、84-85)、Simon Newcomb(1884 MNRAS 44、234-5; 1884 MNRAS 44、381-3; 1894 MNRAS 54、286-8)とGBエアリー(1883天文台6、184-5)、しかしストーンは頑固に彼の立場に固執した。彼はまた、月の過ちの誤った分析に基づいて王立協会のための激烈な論文を書き、平均太陽時間の表形式の測定値に不連続性を作成するために将来再び修正が許可されるべきではないと主張した(EJ Stone (1883)、Proc。R. Soc。Lond。35、135-7、http://rspl.royalsocietypublishing.org/content/35/224-226/135)。もちろん、これは、新しい理論や観測で補正の必要性が示される場合はいつでも、補正された太陽平均経度の使用と両立しない要求でした。しかし不思議なことに、1984年と2003年に(そして暗黙的に1960年に)UT1に明示的に加えられた変更において、連続性を必要とするストーンの原則は実際に守られてきました。これがストーンの影響の子孫から生じたものであるかどうかを見分けるのは難しい。
19th-cから離れて4つの主な変更の機会がありました。上記の方法:1900年、時間量のニューコムの公式を使用。1960年、そしてエフェメリスタイムが多くの計算に導入されましたが、時間量には導入されていませんでした。1984年、Aokiら(1982)から採用されたUT1の新しい公式定義、「世界時の新しい定義」、http://adsabs.harvard.edu/abs/1982A%26A...105..359A ; 2003年にUT1の現在の基礎が導入され、IAU 2000決議B1.8で簡単に説明され、N Capitaine(2003)でさらに詳しく説明されています。「UT1のIAU 2000定義を実装するための式」.edu / abs / 2003A%26A ... 406.1135C。
1900年:ニューコムの時間式は、二次項を増やすことにより、太陽の平均経度の時間に相当するものに非常に小さな変更を加えました。動機と効果は、1886年にA Gaillotによって要約されたLeVerrierの仕事と実践に戻ります。「Sur la mesure du temps」、Bulletin Astronomique、Ser。I、v.3、221〜232、http: //adsabs.harvard.edu/abs/1886BuAsI...3..221G。ルヴェリエの歳差運動の分析では、地球の軸回転が完全に均一であると仮定していました。彼はまた、赤経における分点の歳差運動に関する彼の理論が、太陽の経年加速度の二次項と一致しない二次項を導いたことも発見しました。太陽の経度の二次項に増分を組み込んで2次の不一致を取り除くことにより、平均時間の増分を恒星時の増分にほぼ比例させて(そして地球の回転の仮定された均一性を比例均一性に送信すること)平均太陽時間の導出された(ただし変更された)計算の)。ニューコムは彼の本「4つの内部惑星の要素と天文学の基本的な定数」(1895、 https://archive.org/details/cihm_16774(p.188を参照)。これは、平均太陽時間の測定値を地球の回転の正確な線形関数にするという現在の慣行の歴史的な起源であるように見えます。これは、現在の質問によって具体的に指摘された点です。地球の回転が均一であると今誰も仮定しません。
1960:エフェメリスタイム(https://en.wikipedia.org/wiki/Ephemeris_time)が1960年の公式アルマナックに導入されたため、太陽データは数値の変更では通常ではなかったが、時間ごとに効果的に修正されました-変位DeltaT、差(エフェメリス時間-世界時)によってシフトします。数値は変更されずに維持されましたが、現在は異なるタイムスケールに関連しています。名目上の平均太陽時間の計算ではまったく変更が行われませんでした。その効果は、太陽の平均位置の新しい最良の推定値と古い推定値との差によって構成される時間誤差の蓄積を保持することでした。
1984:UT1の定義は、1984年の初めに、切り替えの瞬間に値とレートの連続性を維持する方法で改訂されました(S Aoki et al。、(1982)、上記のリンクを参照)。
2003:UT1がさらに改訂され、2003年の初めに、切り替え時の継続性が維持されました(上記のN Capitaine et al。、(2003)を参照)。
要約/結論: 上記の説明は、UT1の現在の計算が、平均太陽時間の定義と計算に使用される従来の方法から原理的にどのように逸脱しているかを示しています。しかし、もはやUT1 が平均太陽時間:したがって、IAU 2006 NFA用語集では、UTを「近似の範囲内で、太陽の平均日周運動に一致する時間の尺度」とのみ呼んでいます。UT1の現在の値は、恒星時からの平均太陽時間の古い標準メソッドの最新バージョンの結果と比較できます。これと現在のUT1との差はまだ1秒未満であるようですが、DeltaTの増加に伴って増加することが予想されます((動的)TT-UT1)間の秒単位の差。したがって、たとえばUT1とUTCの間の違いは、おそらく許容差よりも小さいままです。IAUの光沢は広く正当化されているように思われますが、累積する不一致をチェックするために、平均的な太陽時間のより伝統的な形式を計算する方法を持つことは引き続き興味があるかもしれません。
{これらすべての誤りについての通知はありがたいです!}