Heure Atomique Internationale - International Atomic Time

Temps atomique international ( TAI , du nom français temps Atomique international ) est une haute précision atomique coordonnées standard de temps basé sur le passage théorique du temps voulu sur la Terre de géoïde . C'est une échelle de temps continue, sans seconde intercalaire . C'est la réalisation principale du Temps Terrestre (avec un décalage d' époque fixe ). C'est également la base du temps universel coordonné (UTC), qui est utilisé pour le chronométrage civil sur toute la surface de la Terre. L'UTC s'écarte du TAI d'un certain nombre de secondes entières. Depuis le 1er janvier 2017, lorsqu'un autreseconde intercalaire a été mis en œuvre, UTC est actuellement exactement 37 secondes derrière TAI. Les 37 secondes résultent de la différence initiale de 10 secondes au début de 1972, plus 27 secondes intercalaires en UTC depuis 1972.

Le TAI peut être rapporté en utilisant les moyens traditionnels de spécifier les jours, reportés à partir de normes de temps non uniformes basées sur la rotation de la Terre. Plus précisément, les jours juliens et le calendrier grégorien sont utilisés. Le TAI sous cette forme a été synchronisé avec le temps universel au début de 1958, et les deux se sont éloignés depuis, en raison du mouvement changeant de la Terre.

Opération

Le TAI est une moyenne pondérée du temps conservé par plus de 400 horloges atomiques dans plus de 50 laboratoires nationaux dans le monde. La majorité des horloges concernées sont des horloges au césium ; la définition du système international d'unités (SI) de la seconde est basée sur le césium . Les horloges sont comparées à l'aide de signaux GPS et d'un transfert bidirectionnel d'heure et de fréquence par satellite . En raison du moyennage du signal, TAI est d'un ordre de grandeur plus stable que sa meilleure horloge constitutive.

Les institutions participantes diffusent chacune, en temps réel , un signal de fréquence avec des timecodes , qui est leur estimation du TAI. Les codes temporels sont généralement publiés sous la forme d'UTC, qui diffère du TAI par un nombre entier bien connu de secondes. Ces échelles de temps sont notées sous la forme UTC(NPL) sous la forme UTC, où NPL dans ce cas identifie le National Physical Laboratory, UK . La forme TAI peut être notée TAI(NPL) . Ce dernier ne doit pas être confondu avec TA(NPL) , qui désigne une échelle de temps atomique indépendante, non synchronisée avec TAI ou quoi que ce soit d'autre.

Les horloges des différentes institutions sont régulièrement comparées les unes aux autres. Le Bureau international des poids et mesures (BIPM, France), combine ces mesures pour calculer rétrospectivement la moyenne pondérée qui forme l'échelle de temps la plus stable possible. Cette échelle de temps combinée est publiée mensuellement dans la « Circulaire T », et constitue le TAI canonique . Cette échelle de temps est exprimée sous forme de tableaux de différences UTC − UTC( k ) (équivalent à TAI − TAI( k )) pour chaque établissement participant k . La même circulaire donne également des tableaux de TAI − TA( k ), pour les différentes échelles de temps atomiques non synchronisées.

Les erreurs de publication peuvent être corrigées en publiant une révision de la Circulaire T défectueuse ou par des errata dans une Circulaire T ultérieure. En dehors de cela, une fois publiée dans la Circulaire T, l'échelle TAI n'est pas révisée. Avec le recul, il est possible de découvrir des erreurs dans le TAI et de faire de meilleures estimations de la véritable échelle de temps. Les circulaires publiées étant définitives, de meilleures estimations ne créent pas une autre version du TAI ; il est plutôt considéré comme créant une meilleure réalisation du temps terrestre (TT).

Histoire

Les premières échelles de temps atomiques étaient constituées d' horloges à quartz avec des fréquences calibrées par une seule horloge atomique ; les horloges atomiques ne fonctionnaient pas en continu. Les services de chronométrage atomique ont commencé à titre expérimental en 1955, en utilisant la première horloge atomique au césium du National Physical Laboratory, Royaume-Uni (NPL) . Il a servi de base à l'étalonnage des horloges à quartz de l' Observatoire royal de Greenwich et à l'établissement d'une échelle de temps, appelée Greenwich Atomic (GA). L' Observatoire naval des États-Unis a commencé l'échelle A.1 le 13 septembre 1956, en utilisant une horloge atomique commerciale Atomichron , suivie de l'échelle NBS-A au National Bureau of Standards , Boulder, Colorado le 9 octobre 1957.

Le Bureau international du temps (BIH) a commencé une échelle de temps, T m ou AM, en juillet 1955, en utilisant à la fois des horloges au césium locales et des comparaisons avec des horloges distantes utilisant la phase des signaux radio VLF . L'échelle BIH, A.1 et NBS-A ont été définies par une époque au début de 1958 Les procédures utilisées par la BIH ont évolué, et le nom de l'échelle de temps a changé : " A3 " en 1964 et " en 1969.

La seconde SI a été définie en termes d'atome de césium en 1967. De 1971 à 1975, la Conférence générale des poids et mesures et le Comité international des poids et mesures ont pris une série de décisions qui ont désigné l'échelle de temps du BIPM, le temps atomique international (TAI). .

Dans les années 1970, il est devenu clair que les horloges participant au TAI fonctionnaient à des rythmes différents en raison de la dilatation gravitationnelle du temps , et l'échelle combinée du TAI correspondait donc à une moyenne des altitudes des différentes horloges. À partir de la date julienne 2443144.5 (1er janvier 1977 00:00:00), des corrections ont été appliquées à la sortie de toutes les horloges participantes, de sorte que TAI corresponde à l'heure correcte au géoïde ( niveau moyen de la mer ). Parce que les horloges étaient, en moyenne, bien au-dessus du niveau de la mer, cela signifiait que le TAI a ralenti d'environ une partie sur un billion. L'ancienne échelle de temps non corrigée continue d'être publiée, sous le nom d' EAL ( Echelle Atomique Libre , signifiant Free Atomic Scale ).

L'instant où la correction gravitationnelle a commencé à être appliquée sert d'époque pour le temps de coordonnées barycentriques (TCB), le temps de coordonnées géocentriques (TCG) et le temps terrestre (TT), qui représentent trois échelles de temps fondamentales dans le système solaire. Ces trois échelles de temps ont été définies pour lire JD 2443144.5003725 (1er janvier 1977 00:00:32.184) exactement à cet instant. TAI était désormais une réalisation de TT, avec l'équation TT(TAI) = TAI + 32,184 s.

L'existence continue du TAI a été remise en question dans une lettre de 2007 du BIPM à l'UIT-R qui déclarait : « Dans le cas d'une redéfinition de l'UTC sans seconde intercalaire, le CCTF envisagerait de discuter de la possibilité de supprimer le TAI, car il resterait parallèle à l'UTC continu."

Relation avec l'UTC

UTC est une échelle de temps discontinue . Il est parfois ajusté par secondes intercalaires. Entre ces ajustements, il est composé de segments qui sont mappés au temps atomique. Depuis ses débuts en 1961 jusqu'en décembre 1971, les ajustements ont été effectués régulièrement en fractions de seconde intercalaire afin que l'UTC se rapproche de UT2 . Par la suite, ces ajustements n'ont été effectués qu'en quelques secondes entières pour se rapprocher de UT1 . Il s'agissait d'un arrangement de compromis afin de permettre une échelle de temps de diffusion publique; les ajustements moins fréquents à la seconde entière signifiaient que l'échelle de temps serait plus stable et plus facile à synchroniser au niveau international. Le fait qu'il continue à se rapprocher de l'UT1 signifie que des tâches telles que la navigation qui nécessitent une source de temps universel continuent d'être bien servies par la diffusion publique de l'UTC.

Voir également

Remarques

Les références

  • "Histoire de TAI−UTC" . Time Service Dept., Observatoire naval des États-Unis. 2009. Archivé de l'original le 19 octobre 2019 . Récupéré le 4 janvier 2010 .
  • "Temps atomique international" . Bureau international des poids et mesures . Archivé de l'original le 10 janvier 2011 . Récupéré le 24 janvier 2020 .

Notes de bas de page

Bibliographie

Liens externes