Temps universel

Le temps universel ( UT ) est une norme de temps basée sur la rotation de la Terre. Il existe plusieurs versions du temps universel, qui diffèrent jusqu’à quelques secondes. Les plus couramment utilisés sont le Temps Universel Coordonné (UTC) et UT1 (voir § Versions ). ^[1] Toutes ces versions de l’UT, à l’exception de l’UTC, sont basées sur la rotation de la Terre par rapport aux objets célestes éloignés ( étoiles et quasars ), mais avec un facteur d’échelle et d’autres ajustements pour les rapprocher de l’heure solaire . UTC est basé sur le temps atomique international , avec des secondes intercalaires ajoutées pour le maintenir à moins de 0,9 seconde de UT1. ^[un]

Temps universel et temps standard

Avant l’introduction de l’heure standard , chaque municipalité du monde utilisant l’horloge réglait son horloge officielle, SI elle en avait une, en fonction de la position locale du Soleil (voir heure solaire ). Cela a servi de manière adéquate jusqu’à l’introduction du transport ferroviaire en Grande-Bretagne , qui a permis de voyager assez rapidement sur de longues distances pour nécessiter un réajustement continu des montres au fur et à mesure qu’un train progressait dans son trajet quotidien à travers plusieurs villes. À partir de 1847, la Grande-Bretagne a établi l’heure moyenne de Greenwich , l’ heure solaire moyenne sur le premier Méridien de Greenwich, en Angleterre., pour résoudre ce problème : toutes les horloges de Grande-Bretagne étaient réglées sur cette heure, quel que soit le midi solaire local. ^[b] À l’aide de télescopes, GMT a été calibré sur l’ heure solaire moyenne à l’ Observatoire royal de Greenwich au Royaume-Uni. Des chronomètres ou la télégraphie ont été utilisés pour synchroniser ces horloges. ^[3]

Fuseaux horaires standard du monde (février 2021). Le nombre en bas de chaque zone précise le nombre d’heures à ajouter à l’UTC pour le convertir à l’heure locale.

À mesure que le commerce international augmentait, le besoin d’une norme internationale de mesure du temps est apparu. Plusieurs auteurs ont proposé une heure “universelle” ou “cosmique” (voir Fuseau horaire § Fuseaux horaires mondiaux ). Le développement de ce qui est maintenant connu sous le nom de temps UTC a commencé lors de la Conférence internationale des méridiens . A l’issue de cette conférence, le 22 octobre 1884, ^[c] la référence de base recommandée pour l’heure mondiale, la “journée universelle”, fut annoncée comme étant l’heure solaire moyenne locale à l’ Observatoire royal de Greenwich , comptée à partir de 0 heures à Greenwich signifie minuit. ^[4]Cela concordait avec l’heure civile de Greenwich utilisée sur l’île de Grande-Bretagne depuis 1847. En revanche, l’heure GMT astronomique commençait à midi moyen, c’est-à-dire que le jour astronomique X commençait à midi le jour civil X . Le but était de garder les observations d’une nuit sous une seule date. Le système civil fut adopté dès 0 heures (civiles) le 1er janvier 1925. Le GMT nautique débuta 24 heures avant le GMT astronomique, au moins jusqu’en 1805 dans la Royal Navy , mais persista bien plus tard ailleurs car il fut mentionné à la conférence de 1884. Cet emplacement a été choisi parce qu’en 1884, les deux tiers de toutes les cartes et cartes marines l’utilisaient déjà comme méridien principal . ^[5]

Entre 1848 et 1972, tous les grands pays ont adopté des fuseaux horaires basés sur le Méridien de Greenwich . ^[6]

En 1935, le terme temps universel a été recommandé par l’ Union astronomique internationale comme un terme plus précis que le temps moyen de Greenwich, car GMT pouvait désigner soit un jour astronomique commençant à midi, soit un jour civil commençant à minuit. ^[7] Comme le grand public avait toujours commencé la journée à minuit, l’échelle de temps a continué à leur être présentée comme le temps moyen de Greenwich. En 1956, le temps universel avait été divisé en plusieurs versions : UT2, qui lissait le mouvement polaire et les effets saisonniers, était présenté au public sous le nom de Greenwich Mean Time. Plus tard, UT1 (qui ne lisse que pour le mouvement polaire) est devenu la valeur par défaut utilisée par les astronomes et donc la forme utilisée dans les tables de navigation, de lever et de coucher du soleil et de lever et coucher de la lune.

Dans certains pays, le terme Greenwich Mean Time persiste dans l’usage courant à ce jour en référence à UT1, dans le chronométrage civil ainsi que dans les almanachs astronomiques et autres références.

La mesure

Basé sur la rotation de la Terre, le temps peut être mesuré en observant les corps célestes traversant le méridien chaque jour. Les astronomes ont découvert qu’il était plus précis d’établir l’heure en observant les étoiles lorsqu’elles traversaient un méridien plutôt qu’en observant la position du Soleil dans le ciel. De nos jours, UT par rapport au temps atomique international (TAI) est déterminé par des observations d’ Interférométrie à très longue base (VLBI) de quasars distants, une méthode qui peut déterminer UT1 à moins de 15 microsecondes ou mieux. ^{[8] [9]}

Une “plaque de cadran universelle” de 1853 montrant les temps relatifs de “toutes les nations” avant l’adoption du temps universel

La rotation de la Terre et UT sont surveillés par le Service international de la rotation de la Terre et des systèmes de référence (IERS). L’ Union astronomique internationale est également impliquée dans l’établissement des normes, mais l’arbitre final des normes de diffusion est l’ Union internationale des télécommunications ou UIT. ^[dix]

La rotation de la Terre est quelque peu irrégulière et ralentit également très progressivement en raison de l’ accélération des marées . De plus, la longueur de la seconde a été déterminée à partir d’observations de la Lune entre 1750 et 1890. Tous ces facteurs font que le Jour solaire moyen moderne est, en moyenne, légèrement plus long que les 86 400 secondes SI nominales , le nombre traditionnel de secondes. par jour. ^[d] Comme UT est donc légèrement irrégulier dans son rythme, les astronomes ont introduit Ephemeris Time , qui a depuis été remplacé par Terrestrial Time(TT). Étant donné que le temps universel est déterminé par la rotation de la Terre, qui s’éloigne des normes de fréquence atomique plus précises, un ajustement (appelé seconde intercalaire ) de ce temps atomique est nécessaire car (à partir de 2019 ^{[mettre à jour]}) le « temps de diffusion » reste largement synchronisé avec le temps solaire. temps. ^[e] Ainsi, la norme de diffusion civile pour l’heure et la fréquence suit généralement de près le temps atomique international, mais fait parfois un pas (ou “saute”) afin de les empêcher de trop s’éloigner du Temps solaire moyen.

Le temps dynamique barycentrique (TDB), une forme de temps atomique, est maintenant utilisé dans la construction des éphémérides des planètes et autres objets du système solaire, pour deux raisons principales. ^[11] Premièrement, ces éphémérides sont liées aux observations optiques et radar du mouvement planétaire, et l’échelle de temps TDB est ajustée de sorte que les lois du mouvement de Newton , avec des corrections pour la relativité générale , soient suivies. Ensuite, les échelles de temps basées sur la rotation de la Terre ne sont pas uniformes et ne conviennent donc pas pour prédire le mouvement des corps dans notre système solaire.

Versions

Il existe plusieurs versions du Temps Universel :

• UT0 est le temps universel déterminé à un observatoire en observant le mouvement diurne des étoiles ou des sources radio extragalactiques, ainsi qu’à partir des observations télémétriques de la Lune et des satellites artificiels de la Terre. L’emplacement de l’observatoire est considéré comme ayant des coordonnées fixes dans un cadre de référence terrestre (tel que le Cadre de référence terrestre international ) mais la position de l’axe de rotation de la Terre erre sur la surface de la Terre ; c’est ce qu’on appelle le mouvement polaire . UT0 ne contient aucune correction pour le mouvement polaire. La différence entre UT0 et UT1 est de l’ordre de quelques dizaines de millisecondes. La désignation UT0 n’est plus d’usage courant. ^[12]
• UT1 est la forme principale du Temps Universel. Alors que conceptuellement, il s’agit de l’heure solaire moyenne à 0° de longitude, les mesures précises du Soleil sont difficiles. Par conséquent, il est calculé à partir de la détermination des positions des quasars distants à l’ aide de l’interférométrie à longue base, de la télémétrie laser de la Lune et des satellites artificiels, ainsi que de la détermination des orbites des satellites GPS . UT1 est le même partout sur Terre et est proportionnel à l’Angle de rotation de la terre par rapport aux quasars distants, en particulier le Cadre de référence céleste international (ICRF), en négligeant quelques petits ajustements. Les observations permettent de déterminer une mesure de l’angle de la Terre par rapport à l’ICRF, appelée Angle de rotation de la terre(ERA, qui sert de remplacement moderne pour Greenwich Mean Sidereal Time ). UT1 est nécessaire pour suivre la relation

ERA = 2π(0,7790572732640 + 1,00273781191135448 Tu ₎ radians où T _u = ( date julienne UT1 – 2451545.0) ^[13]

• UT1R est une version lissée de UT1, filtrant les variations périodiques dues aux marées. Il comprend 62 termes de lissage, avec des périodes allant de 5,6 jours à 18,6 ans. ^[14]
• UT2 est une version lissée de UT1, filtrant les variations saisonnières périodiques. Il est surtout d’intérêt historique et rarement utilisé plus. Il est défini par

tu J 2 = tu J 1 + 0,022 ⋅ sin ⁡ ( 2 π t ) − 0.012 ⋅ cos ⁡ ( 2 π t ) − 0.006 ⋅ sin ⁡ ( 4 π t ) + 0.007 ⋅ cos ⁡ ( 4 π t ) seconds {displaystyle UT2=UT1+0.022cdot sin(2pi t)-0.012cdot cos(2pi t)-0.006cdot sin(4pi t)+0.007cdot cos(4 pi t);{mbox{secondes}}} où t est le temps en tant que fraction de l’ année besselienne . ^[15]

• UTC ( Coordinated Universal Time ) est une échelle de temps atomique qui se rapproche de UT1. C’est la norme internationale sur laquelle repose l’heure civile. Il coche SI secondes, en phase avec TAI . Il a généralement 86 400 secondes SI par jour mais est maintenu à moins de 0,9 seconde de UT1 par l’introduction occasionnelle de secondes intercalaires intercalaires . En 2016 ^[update], ces sauts ont toujours été positifs (les jours qui contenaient une seconde intercalaire duraient 86 401 secondes). Chaque fois qu’un niveau de Précision meilleur qu’une seconde n’est pas requis, UTC peut être utilisé comme approximation de UT1. La différence entre UT1 et UTC est appelée DUT1 . ^[16]

Adoption dans divers pays

Le tableau montre les dates d’adoption des fuseaux horaires basés sur le Méridien de Greenwich, y compris les fuseaux d’une demi-heure.

An Pays [17] 1847 Grande-Bretagne [2] 1880 Irlande (île entière) 1883 Canada, États-Unis [f] 1884 Serbie 1888 Japon 1892 Belgique, Pays-Bas, [g] Afrique du Sud [h] 1893 Italie, Allemagne, Autriche-Hongrie (chemins de fer) 1894 Bulgarie, Danemark, Norvège, Suisse, Roumanie, Turquie (chemins de fer) 1895 Australie, Nouvelle-Zélande, Natal 1896 Formose (Taïwan) 1899 Porto Rico, Philippines 1900 Suède, Égypte, Alaska 1901 Espagne 1902 Mozambique, Rhodésie 1903 Ts’intao, Tientsin 1904 Côte de Chine, Corée, Mandchourie, N. Bornéo 1905 Chili 1906 Inde (sauf Calcutta), Ceylan (Sri Lanka), Seychelles 1907 Ile Maurice, Chagos 1908 Îles Féroé, Islande 1911 France, Algérie, Tunis, nombreuses possessions françaises d’outre-mer, Antilles britanniques 1912 Portugal et possessions d’outre-mer, autres possessions françaises, Samoa, Hawaï, Midway et Guam, Timor, Bismarck Arch., Jamaïque, Bahamas Is. 1913 Honduras britannique, Dahomey 1914 Albanie, Brésil, Colombie 1916 Grèce, Pologne, Turquie

An Des pays 1917 Irak, Palestine 1918 Guatemala, Panama, Gambie, Gold Coast 1919 Lettonie, Nigéria 1920 Argentine, Uruguay, Birmanie, Siam 1921 Finlande, Estonie, Costa Rica 1922 Mexique 1924 Java, URSS 1925 Cuba 1928 Intérieur de la Chine 1930 Bermudes 1931 Paraguay 1932 Barbade, Bolivie, Indes néerlandaises 1934 Nicaragua, Est du Niger En 1936 Labrador, Norfolk I. En 1937 Îles Caïmans, Curaçao, Équateur, Terre-Neuve En 1939 Fernando Po, Perse Vers 1940 Lord Howe I. 1940 Les Pays-Bas En 1948 Aden, Ascension I., Bahreïn, Somaliland britannique, Calcutta, Guyane néerlandaise, Kenya, États malais fédérés, Oman, Établissements des détroits, Sainte-Hélène, Ouganda, Zanzibar En 1953 Raratonga, Géorgie du Sud En 1954 Cook est. En 1959 Maldives I. République En 1961 Friendly Is., Tonga Is. En 1962 Arabie Saoudite En 1964 Niué est. 1972 Libéria

Outre l’heure normale du Népal (UTC + 05: 45), le fuseau horaire standard de Chatham (UTC + 12: 45) utilisé dans les îles Chatham en Nouvelle-Zélande ^[18] et le fuseau horaire central occidental officiellement non autorisé (UTC + 8: 45) utilisé à Eucla, en Australie-Occidentale et dans les régions avoisinantes, tous les fuseaux horaires utilisés sont définis par un décalage par rapport à l’UTC qui est un multiple d’une demi-heure et, dans la plupart des cas, un multiple d’une heure.

Voir également

• Portail mondial

• Temps moyen aérien sur Mars
• Temps universel coordonné (UTC)
• Paramètres d’orientation de la Terre
• Liste des normes communes internationales
• Heure Unix

Remarques

1. ^ Le jour solaire de la Terre n’est pas constant.
2. ↑ Malgré son utilisation obligatoire dans les gares du Great Western Railway à partir de 1847 et donc son adoption informelle généralisée, ce n’est qu’en vertu de la loi de 1880 sur les statuts (définition de l’heure) qu’il est devenu loi. ^[2]
3. ↑ Le vote a eu lieu le 13 octobre.
4. ^ 24 heures de 60 minutes de 60 secondes.
5. ^ La poursuite de ce principe fait l’objet d’un débat actif dans les organismes de normalisation. Voir Seconde intercalaire # Futur des secondes intercalaires
6. ^ légal en 1918 ( Standard Time Act )
7. ^ L’heure légale est revenue à l’heure d’Amsterdam 1909; à l’heure d’Europe centrale 1940,
8. ^ sauf Natal

Citations

1. ^ Guinot 2011 , p. S181.
2. ^ ^{un b} Harry Rosehill (31 mai 2017). “Pourquoi la Grande-Bretagne règle ses horloges sur Londres” . Londonist.com . Récupéré le 25 novembre 2019 .
3. ^ Howse 1997 , ch. 4.
4. ^ Howse 1997 , pp. 12, 137.
5. ^ Howse 1997 , p. 133–137 .
6. ^ Howse 1997 , ch. 6.
7. ^ McCarthy & Seidelmann 2009 , p. 14.
8. ^ McCarthy & Seidelmann 2009 , p. 68–9.
9. ^ Urbain & Seidelmann 2013 , p. 175.
10. ^ McCarthy & Seidelmann 2009 , ch. 18.
11. ^ Urbain & Seidelmann 2013 , p. 7. À proprement parler, un important producteur d’éphémérides, le Jet Propulsion Laboratory , utilise une échelle de temps qu’il dérive, T _eph , qui est fonctionnellement équivalente à TDB.
12. ^ Urbain & Seidelmann 2013 , p. 81.
13. ^ McCarthy & Seidelmann 2009 , pp. 15–17, 62–64, 68–69, 76.
14. ^ IERS sd .
15. ^ Définitions de date et d’heure nd
16. ^ McCarthy & Seidelmann 2009 , ch. 14.
17. ^ Howse 1980 , pp. 154–5. Les noms n’ont pas été mis à jour.
18. ^ Bureau de l’almanach nautique HM 2015 .

Références

• “Définitions de date et d’heure” . Observatoire naval des États-Unis . Récupéré le 3 mars 2013 .
• “Variations de rotation de la Terre dues aux marées zonales” . Paris : Centre d’orientation de la Terre . Récupéré le 2 octobre 2011 .
• Galison, Peter (2003). Les horloges d’Einstein, les cartes de Poincaré : Empires du temps . New York : WW Norton & Co. ISBN 0-393-02001-0.Discute de l’histoire de la normalisation du temps.
• Guinot, Bernard (juillet 2011). “Heure solaire, heure légale, heure d’usage”. Métrologie . 48 (4) : S181–S185. Bibcode : 2011Métro..48S.181G . doi : 10.1088/0026-1394/48/4/S08 .
• HM Nautical Almanac Office (avril 2015). “Carte du fuseau horaire mondial” .
• Howse, Derek (1980). Greenwich Time et la découverte de la longitude . Presse universitaire d’Oxford. p. 154–5.. Les noms n’ont pas été mis à jour.
• Howse, Derek (1997). L’heure de Greenwich et la longitude . Philippe Wilson. ISBN 0-85667-468-0.
• McCarthy, Dennis D. (juillet 1991). “Temps astronomique” (PDF) . Actes de l’IEEE . 79 (7): 915–920. doi : 10.1109/5.84967 .
• McCarthy, Denis ; Seidelmann, P. Kenneth (2009). TEMPS—De la rotation de la Terre à la physique atomique . Weinheim : Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. ISBN 978-3-527-40780-4.
• O’Malley, Michael (1996). Veiller : une histoire du temps américain . Washington DC : Smithsonian. ISBN 1-56098-672-7.
• Seidelmann, P. Kenneth (1992). Supplément explicatif à l’Almanach astronomique . Mill Valley, Californie: Livres scientifiques universitaires. ISBN 0-935702-68-7.
• Urbain, Sean ; Seidelmann, P. Kenneth, éd. (2013). Supplément explicatif à l’almanach astronomique (3e éd.). Mill Valley, Californie: Livres scientifiques universitaires.
• “UT1R” . Service international de la rotation terrestre et du système de référence . Récupéré le 6 mars 2013 .
• “Qu’est-ce que le TT ?” . Portail d’océanographie navale . Observatoire naval des États-Unis . Récupéré le 3 mars 2013 .

Cet article incorpore du matériel du domaine public du document General Services Administration : “Federal Standard 1037C” .

Liens externes

• Time Lord de Clark Blaise : une biographie de Sanford Fleming et l’idée de l’heure standard