Világidő

Mi is az a világidő?

Ha valami történik a világon egy adott időpontban, akkor az mindenhol a földön ugyanakkor történik meg, függetlenül attól, hogy éppen melyik földrészen tartózkodunk, és ott épp mennyi az idő. Például, ha egy meteor becsapódik a földbe, akkor az abban a pillanatban megtörténik, hiába van valahol nappal, máshol éjszaka. De hogyan lehet valamiről pontosan állítani, hogy ekkor fog megtörténni. Mihez viszonyítanak? Ha egy meteorról azt állítom, hogy 2011.11.08.- án, 23:30 UT idő szerint lesz a Földhöz a legközelebb, akkor ezt én hogyan értelmezzem, nálam ekkor mennyi lesz az idő? Mikorra várjam? Mi is az UT idő? Ezen idő szerint az én lakhelyemen ekkor már 2011.11.09-e reggel lesz. Pedig az biztos, hogy csak egyszer történik meg, mi mégis más időpontban érzékeljük. Hogyan lehetséges ez?

Az egyezményes koordinált világidő vagy röviden koordinált világidő (angolul Universal Time Coordinated, UTC) az a hivatkozási időzóna, amelyhez a Föld többi időzónáját viszonyítjuk. Ez a greenwichi középidő (GMT) utódja és néha még mindkét jelölést használják, bár a két fogalom nem azonos. Az UTC használata ajánlott, a GMT mint fogalom elavultnak tekinthető.

Az egyezményes koordinált világidő nagy pontosságú atomóra-időből származik, mely a nemzetközi atomidő alapján folyik. Az UTC-t a TAI-hoz képest szökőmásodpercek egészítik ki. A Föld forgásához kapcsolódik az egyezményes világidő (Universal Time, UT). A kétféle idő a Föld lassuló forgása miatt eltér, az eltérés kiküszöbölése céljából egy-másfél évente szökőmásodpercet iktatnak be. Ez lehetővé teszi, hogy az UTC 1 másodpercnél kisebb eltéréssel kövesse az egyezményes világidőt (UT).

A Földön időzónákat hoztak létre, melyek az UTC-hez viszonyítva pozitív vagy negatív értékű órával térnek el (egyes időzónák ideje ettől a szabályos beosztástól 1/2 órával eltér).

Mint időskála, az UTC az időt napokra, a napokat órákra, percekre és másodpercekre bontja fel. Minden nap 24 órából áll, és minden óra 60 percből, de az 1 percen belüli másodpercek száma változó lehet. Időnként a nap utolsó perce 59 vagy 61 másodpercből áll. Ezeket szökőmásodpercnek nevezzük. A napokat hagyományosan a Gergely-naptár szerint azonosítjuk, azonban a csillagászatban a számításokhoz a Julián-dátumot használják, mert a szökőmásodpercek miatt az UTC nem folytonos, és ez a számításokat nehezen kivitelezhetővé teszi.

Az UTC-t a Nemzetközi Atomidőből származtatják (nemzetközi atomidő, International Atomic Time, TAI), amely időskála a proper time időt követi a Föld felszínén és amelynek nincs kapcsolódási pontja a Föld forgási sebességével. Bármely adott pillanatban az UTC a TAI-ból lineáris összefüggéssel származtatható. Az UTC 1961-es kezdete után az UTC a TAI-tól eltérő ütemben járt, azonban 1972-től kezdve az UTC ugyanolyan ütemben jár, mint a TAI. Annak érdekében, hogy az UTC közel maradjon az UT1-hez, időnként szökőmásodpercet iktatnak be, mely mindig egy megadott hónap végén történik meg. 1972 előtt hasonló okból az UTC frekvenciáját változtatták. ...

1884-ben a Nemzetközi Meridián Konferencia azt a döntést hozta, hogy az angliai Greenwichben lévő királyi obszervatórium helyi ideje legyen az a kiindulási időzóna, amihez a többi időzóna idejét viszonyítják. Ezt az időt nevezzük Greenwich Mean Time-nak (greenwichi középidő), röviden ez a GMT. A helyszín kiválasztásában szerepet játszott, hogy addigra a térképek kb. 2/3-a ezt használta kezdő meridiánként (itt halad át a kezdő délkör, amit nulla hosszúsági fokkal jelölnek).

1955-ben megjelentek a céziummal működő atomórák. Az atomóra használata egyszerűbb, mint csillagászati megfigyelésekkel meghatározni a pontos időt, másrészt az atomóra által szolgáltatott időjel stabilabbnak bizonyult. Felmerült emiatt, hogy a pontos időt a továbbiakban atomórák segítségével állítsák elő. Kiderült azonban, hogy az atomórák által szolgáltatott idő és a Föld forgása alapján megállapított idő eltér egymástól. Az ellentmondást a kétféle idő között az okozza, hogy a két különálló definícióból származó időegység ütközik egymással.

1956-ban a másodpercet úgy határozták meg, mint a Föld tropikus évének 1/31 556 925,9747 részét 1900. január 0. napján 12 órakor efemerisz idő szerint. A közepes nap-nap hosszát úgy definiálták, mint ami alatt a Föld a Nappal újból delelésbe kerül. Az 1 napot 24 órára, az 1 órát 60 percre, az 1 percet pedig 60 másodpercre osztották fel. Így 1 nap 86 400 másodpercből áll.

Az atomórák pontosabb mérései alapján az derült ki, hogy 1 nap nem pontosan 86 400 másodperc hosszúságú, hanem attól kis mértékben, de kimutathatóan eltér. Ugyanakkor kívánatos volt, hogy megmaradjon a polgári (és katonai) életben a GMT használata, mivel a GMT a Föld forgásához van igazítva. 1958-ban létrejött az International Atomic Time nevű szervezet (röviden: TAI). Ennek az lett a feladata, hogy összhangot teremtsen az atomórák által számolt idő és a Föld forgása alapján meghatározott idő között.

1967-ben a másodperc fogalmát az SI mértékegységrendszer (röviden: SI) szerint újból meghatározták: egy másodperc az alapállapotú cézium-133 atom két hiperfinom energiaszintje közötti átmenetnek megfelelő sugárzás 9 192 631 770 periódusának időtartama.

Az első szökőmásodpercet 1972. június 30-án iktatták be. E dátum után szökőmásodperceket átlagosan 18 havonta iktattak be, mindig június 30-án vagy december 31-én. 2006-ig összesen 23 szökőmásodperc lett beiktatva, és mindegyik pozitív értékű volt. Így 2006-ban az UTC 33 másodperccel marad le a TAI mögött. Egyelőre valószínűtlennek látszik, hogy a közeljövőben negatív értékű szökőmásodpercet kellene beszúrni (vagyis kihagyni egy másodpercet), de a Föld forgásának gyorsulására is akadnak jelek, erre utalhat az is, hogy 1999.01.01 és 2005.12.31 között nem volt szükség szökőmásodpercre.

Szemléltetésként tegyük fel, hogy elkezdjük számoltatni a másodperceket egy atomórával 1970-01-01T00:00:00 UTC-től kezdve (ezt Unix-időnek is nevezik). Aznap éjfélkor, UTC szerint, az óra nulla másodpercet mutat. Miután a Föld megtesz egy teljes tengely körüli fordulatot a Naphoz viszonyítva, a számláló megközelítőleg 86 400,002 másodpercet fog mutatni. A számláló kijelzése alapján azt mondhatjuk, hogy a dátum 1970-01-02T00:00:00 UT1. 500 hasonló fordulat után a számláló 43 200 001 másodpercet mutat. Mivel 86400 s × 500 = 43 200 000 s, ezért azt gondolhatjuk, hogy az aktuális dátum 1971-05-16T00:00:01 UTC, holott valójában csak 1971-05-16T00:00:00 UT1. Ha 1970. december 31-én hozzáadunk 1 másodpercet a számlálóhoz, akkor a számláló tartalma 43 200 000 s, ami a helyes 1971-05-16T00:00:00 UT1 dátumnak felel meg. Érdemes megjegyezni, hogy a szokásos pozitív szökőmásodperc beiktatása azt jelenti, mintha az óra 1 másodpercre megállna.

A rádióamatőrök UTC-ben rögzítik az összeköttetések adatait, mivel azok rendszerint több időzónát is áthidalnak.

A műholdas adások a műsoraik időpontját gyakran UTC-ben adják meg, bár a korábban megszokott (és már nem szabványos) GMT jelölés is előfordul.

UTC időt használnak a repülésben is. Az időjárás-jelentések, a repülési tervek, a légiirányítók utasításai mind UTC-t használnak, hogy el lehessen kerülni az időpontokra vonatkozó félreértéseket.

Minthogy az UTC nem folytonos időskála, két időpont között csak a szökőmásodperceket tartalmazó táblázat használatával lehet pontosan kiszámítani az eltelt időt. Emiatt azoknál a tudományos alkalmazásoknál, ahol többéves időszakok időkülönbségére van szükség, az UTC helyett TAI-val számolnak.

De akkor mihez képest pontosak azok a dátumok, amiket a tudomásunkra juttatnak? Elődeink nem úgy számolták az idő múlását, mint ahogyan azt mi most számoljuk. A fogalma is másképp élhetett az emberek tudatában, mint a mai korban. Másképp használták, tudásukat a természetből szerezték, meghatározását nem egy kémiai elem energia sugárzásából származtatták. Talán nem is volt szükségük másodpercekre, percekre, órákra. Minden korban más volt az értelme az idő múlásának, attól függően, mivel töltötte el az ember, a napkelte és a napnyugta közti időt. Csak a "modern kori" embernek van szüksége percekre, másodpercekre. Amikor az idő fogalmáról gondolkodunk, mindezt vegyük figyelembe, és ne a megszokott általánosan elfogadott elméletekre alapozzunk.