ЧАС

1. Поясний час.
2. Системи відліку часу.
3. Час і довгота місцевості.
4. Часові пояси.
5. Літній час
6. Лінія зміни дати.
7. Поправки до всесвітнього часу.
8. Астрономічний час
9. Середній сонячний час.
10. Ефемеридних час.
11. Визначення часу за допомогою спостережень за обертанням Землі.
12. ГОДИННИК
13. Кварцовий годинник.
14. Атомний годинник.
15. Секунда.
16. Радіоактивний розпад.
17. Обертаном Землі.

ЧАС, поняття, що дозволяє встановити, коли відбулася та чи інша подія по відношенню до інших подій, тобто визначити, на скільки секунд, хвилин, годин, днів, місяців, років або століть одне з них сталося раніше чи пізніше іншого. Вимірювання часу має на увазі введення временнóй шкали, користуючись якою можна було б співвідносити ці події. Точне визначення часу базується на дефініціях, прийнятих в астрономії і відрізняються високою точністю.

Зараз використовуються три основні системи вимірювання часу. В основі кожної з них конкретний періодичний процес: Земля обертається навколо своєї осі - всесвітній час UT; звернення Землі навколо Сонця - ефемеридних час ЕТ; і випромінювання (або поглинання) електромагнітних хвиль атомами або молекулами деяких речовин при певних умовах - атомний час АТ, яке визначається за допомогою високоточних атомних годин. Всесвітній час, зазвичай позначається як «Гринвічем середній час», являє собою середній сонячний час на нульовому меридіані (з довготою 0 °), який проходить через місто Грінвіч, що входить в конурбацию Великого Лондона. На основі всесвітнього часу визначається поясний час, що використовується для рахунку цивільного часу. Ефемеридних час - временнáя шкала, яка використовується в небесній механіці при дослідженні руху небесних тіл, де потрібна висока точність розрахунків. Атомне час - фізична временнáя шкала, що застосовується в тих випадках, коли потрібно надзвичайно точне вимірювання «временн х інтервалів »для явищ, пов'язаних з фізичними процесами.

Поясний час.

У повсякденній практиці на місцях використовується поясний час, який відрізняється від всесвітнього на ціле число годин. Всесвітній час використовується для відліку часу при вирішенні цивільних і військових завдань, в астронавігації, для точного визначення довготи в геодезії, а також при визначенні положення штучних супутників Землі відносно зір. Оскільки швидкість обертання Землі навколо своєї осі не є абсолютно сталою величиною, всесвітній час не є строго рівномірним порівняно з ефемеридних або атомним часом.

Системи відліку часу.

Одиницею використовуваного в повсякденній практиці «середнього сонячного часу» є «середня сонячна доба», які, в свою чергу, діляться наступним чином: 1 середня сонячна доба = 24 середнім сонячним годинником, 1 середній сонячний час = 60 середнім сонячним хвилинах, 1 середня сонячна хвилина = 60 середнім сонячним секундам. Одні середні сонячні добу містять 86 400 середніх сонячних секунд.

Прийнято, що доба починається опівночі і тривають 24 години. У США для цивільних потреб прийнято добу ділити на дві рівні частини - до полудня і після полудня, і відповідно в цих рамках вести 12-годинний відлік часу.

У збройних силах США , А також в більшості країн континентальної Європи час вказується чотиризначними цифрами по 24-годинному циферблату. У цій системі опівночі (початок доби) позначається як 0000 наступний потім опівдні - 1200, 3 ч пополудні - 1500, а наступна опівночі (закінчення доби) - 2400, 1 год 25 хв після півночі - 0125 і т.п.

Час і довгота місцевості.

Місцевий час будь-якої точки на Землі залежить від її довготи. При русі на захід від початкового меридіана місцевий час відстає від всесвітнього на 1 ч кожні 15 ° довготи. Кратність, рівна 15 °, пояснюється просто: Сонце «обходить» Землю, описуючи повне коло (360 °), за 24 год, тобто кутова швидкість його руху по небосхилу складає 15 ° в годину. Таким чином, якщо на Грінвічському меридіані (довгота 0 °) 6 год вечора, то на 75 ° з.д. Місцевий час буде 1 ч дня, на 120 ° з.д. - 10 годин ранку, а на 45 ° східної довготи - 9 год вечора. Значення довготи, розташованого на захід від Грінвіча, можна обчислити, якщо відняти значення місцевого сонячного часу, певне астрономічними спостереженнями, з значення всесвітнього часу, отриманого за радіосигналами точного часу.

Часові пояси.

Щоб не вводити місцевий час для кожного градуса (або кожної хвилини) широти, поверхня Землі була умовно поділена на 24 годинні пояси. При переході з одного часового поясу в інший значення хвилин і секунд (часу) зберігаються, змінюється лише значення годин.

Існують деякі райони, в яких місцевий час відрізняється від всесвітнього не тільки на цілу кількість годин, але ще додатково на 30, 40 або 45 хв. Правда, такі тимчасові зони не є стандартними часовими поясами.

На Північному і Південному полюсах меридіани сходяться в одній точці, і тому там поняття часових поясів втрачає сенс. За сформованою традицією вважається, що час на полюсах відповідає всесвітньому.

Теоретично всі часові пояси земної кулі повинні обмежуватися прямими лініями, що проходять на 7,5 ° на схід і на захід від середнього меридіана кожного пояса, проте в реальності для збереження єдиного часу всередині однієї і тієї ж адміністративної або природної одиниці їх межі часто зміщені відносно загальноприйнятої.

Літній час

було введено в період Першої світової війни з метою економії електроенергії. З введенням літнього часу годинник переводиться на годину вперед, таким чином, на кінець робочого дня доводиться більше світлого часу. Під час Другої світової війни в США годинник залишалися переведеними на годину вперед як влітку, так і взимку. В Англії використовувалося «подвоєне літній час» - годинник встановлювалися на дві години вперед влітку і на годину взимку.

Лінія зміни дати.

При перетині кордону часового поясу ми переводимо годинник на 1 ч. На Землі також існує умовна межа, при перетині якої календарна дата змінюється на одну добу. Ця межа називається Лінією зміни дати і проходить в Тихому океані за 180-му меридіану.

Щоб зрозуміти, навіщо потрібна така лінія, розглянемо наступний приклад. Нехай на Грінвічському меридіані в даний момент буде 0300, 10 червня. Тоді на 165 ° східної довготи за місцевим часом буде на 11 год пізніше (165 ° = 11 ґ 15 °), тобто 1400, 10 червня. На 165 ° з.д. Місцевий час буде відставати на 11 год в порівнянні з Грінвічському, і, отже, там буде ще тільки 1600 попереднього дня, тобто 9 червня. На 180-му меридіані буде 1500 - 10 червня або 9 червня в залежності від того, як розглядати цей меридіан - західної або східної довготи. Щоб вийти з такого труднощі, для часового поясу з середнім меридіаном 180 ° було прийнято: в тій частині, яка знаходиться на схід від Лінії зміни дати, календарна дата буде на добу менше, ніж в тій яка розташована на захід від цієї лінії. У деяких районах, щоб уникнути зміни дати в межах однієї і тієї ж групи островів, Лінія зміни дати проводиться не строго по 180-му меридіану.

Якщо людина перетинає цю лінію, дотримуючись на захід, наприклад, з Сан-Франциско в Токіо, календарна дата змінюється на більш пізню (на добу пізніше), і таким чином мандрівник як би втрачає день. При перетині цієї лінії з заходу на схід дата змінюється на більш ранню, і він ще раз проживає попередні календарну добу. На кораблях практикується зміна календарної дати опівночі, що аналогічно перетинанню саме в цей час Лінії зміни дати.

Поправки до всесвітнього часу.

Сигнали точного часу по радіо передаються в системі координованого часу (UTC), аналогічного середнього грінвічським часу. Однак в системі UTC хід часу не цілком рівномірний, там виникають відхилення з періодом бл. 1 року. Відповідно до міжнародної угоди в сигнали, що передаються вводиться поправка, що враховує ці відхилення.

На станціях служби часу визначається місцеве зірковий час, за яким обчислюється місцеве середній сонячний час. Останнє перетворюється в єдине всесвітнє час (UT0) шляхом додавання відповідного значення, прийнятого для довготи, на якій розташована станція (на захід від Гринвічського меридіана). Таким чином встановлюється координований всесвітній час.

З 1892 відомо, що вісь земного еліпсоїда відчуває коливання по відношенню до осі обертання Землі з періодом приблизно 14 міс. Відстань між цими осями, виміряний на будь-якому полюсі, становить бл. 9 м. Отже, довгота і широта будь-якої точки на Землі відчувають періодичні варіації. Для отримання більш однорідної шкали часу в обчислену для конкретної станції величину UT0 вводиться поправка за зміну довготи, яка може досягати 30 мс (в залежності від положення станції); таким чином виходить час UT1.

Швидкість обертання Землі схильна до сезонних змін, внаслідок яких час, що вимірюється обертанням планети, виявляється то «попереду», то «позаду» зоряного (ефемеридного) часу, причому відхилення протягом року можуть досягати 30 мс. UT1, в яке внесено поправку, що враховує сезонні зміни, позначається UT2 (попереднє рівномірний, або квазіравномерное, всесвітній час). Час UT2 визначається на основі середньої швидкості обертання Землі, але на ньому позначаються Долгоперіодниє зміни цієї швидкості. Поправки, що дозволяють розрахувати час UT1 і UT2 по UТ0, вводяться в уніфікованій формі Міжнародним бюро часу, що знаходяться в Парижі.

Астрономічний час

Зоряний час і сонячний час.

Для визначення середнього сонячного часу астрономи використовують спостереження не самого сонячного диска, а зірок. За зіркам же визначається т.зв. зоряне, або сидеричний (від лат. siderius - зірка або сузір'я), час. За допомогою математичних формул по зоряному часу розраховується середній сонячний час.

Якщо уявну лінію земної осі продовжити в обидві сторони, вона перетнеться з небесною сферою в точках т.зв. полюсів світу - Північного і Південного (рис. 1). На кутовій відстані 90 ° від цих точок проходить велике коло, званий небесним екватором, який є продовженням площини земного екватора. Відомий шлях руху Сонця називається екліптикою. Площині екватора і екліптики перетинаються під кутом ок. 23,5 °; точки перетину звуться точок рівнодення. Щорічно, приблизно 20-21 березня, Сонце перетинає екватор при русі з півдня на північ в точці весняного рівнодення. Ця точка майже нерухома відносно зірок і використовується в якості репера для визначення положення зірок в системі астрономічних координат, а також зоряного часу. Останнє вимірюється величиною годинного кута, тобто кута між меридіаном, на якому знаходиться об'єкт, і точкою рівнодення (відлік виробляється на захід від меридіана). У перерахунку на часу один годину відповідає 15 дуговим градусам. По відношенню до спостерігача, що знаходиться на певному меридіані, точка весняного рівнодення щодня описує на небосхилі замкнуту траєкторію. Проміжок часу між двома послідовними перетинами цього меридіана називається зоряними цілодобово.

З точки зору спостерігача, що знаходиться на Землі, Сонце щодня переміщується по небесній сфері зі сходу на захід. Кут між напрямком на Сонце і небесним меридіаном даної місцевості (вимірюваний в західному напрямку від меридіана) визначає «місцеве видиме сонячне час». Саме такий час показують сонячний годинник. Проміжок часу між двома послідовними перетинами Сонцем меридіана називається істинними сонячними цілодобово. За рік (приблизно 365 днів) Сонце «робить» повний оборот по екліптиці (360 °), а значить за добу зміщується по відношенню до зірок і точці весняного рівнодення майже на 1 °. Внаслідок цього справжні сонячна доба довша зоряних на 3 хв 56 с середнього сонячного часу. Оскільки видимий рух Сонця по відношенню до зірок нерівномірно, справжні сонячні добу також мають неоднакову тривалість. Ця нерівномірність руху світила відбувається внаслідок ексцентриситету земної орбіти і нахилу екватора до площини екліптики (рис. 2).

Середній сонячний час.

Поява в 17 в. механічних годинників привело до необхідності введення середнього сонячного часу. «Середнє (або середнє екліптичне) сонце» - це фіктивна точка, рівномірно рухається по небесному екватору зі швидкістю, яка дорівнює середньому значенню за рік швидкості руху істинного Сонця по екліптиці. Середній сонячний час (тобто час, що минув від нижньої кульмінації середнього сонця) в будь-який момент на даному меридіані чисельно дорівнює годинному куту середнього сонця (вираженого в годинній мірі) мінус 12 год. Різниця між істинним і середнім сонячним часом, яка може досягати 16 хв, називається рівнянням часу (хоча фактично рівнянням не є).

Як зазначалося вище, середній сонячний час встановлюється за допомогою спостережень за зірками, а не за Сонцем. Середній сонячний час строго визначається кутовим положенням Землі щодо її осі, незалежно від того, постійна або змінна швидкість її обертання. Але саме тому, що середній сонячний час є мірою обертання Землі, воно використовується для визначення довготи місцевості, а також у всіх інших випадках, коли потрібні точні дані про стан Землі в просторі.

Ефемеридних час.

Рух небесних тіл описується математично рівняннями небесної механіки. Рішення цих рівнянь дозволяє встановити координати тіла в вигляді функції часу. Час, що входить в ці рівняння, за визначенням, прийнятому в небесній механіці, є рівномірним, або ефемеридних. Існують спеціальні таблиці ефемеридних (теоретично обчислених) координат, які дають розрахункове положення небесного тіла через певні (зазвичай однакові) проміжки часу. Ефемеридних час може бути встановлено по руху будь-якої планети або її супутників в Сонячній системі. Астрономи визначають його по руху Землі по орбіті навколо Сонця. Воно може бути знайдено шляхом спостережень за положенням Сонця по відношенню до зірок, але зазвичай для цього стежать за рухом Місяця навколо Землі. Відомий шлях, який Місяць проходить протягом місяця серед зірок, може розглядатися як свого роду годинник, в яких зірки утворюють циферблат, а Місяць служить часовою стрілкою. При цьому ефемеридні координати Місяця повинні бути обчислені з високим ступенем точності, і настільки ж точно має бути визначено її спостерігається положення.

Положення Місяця зазвичай визначалося за часом проходження через меридіан і покриттю зірок місячним диском. Найбільш сучасний метод являє собою фотографування Місяця серед зірок за допомогою спеціальної фотокамери. У цій камері використовується плоскопараллельний світлофільтр з темного скла, якому під час 20-секундної експозиції надається нахил; внаслідок цього зображення Місяця зміщується, і це штучне зміщення як би компенсує дійсне рух Місяця по відношенню до зірок. Таким чином, Місяць зберігає строго фіксоване положення щодо зірок, і всі елементи на знімку виходять виразними. Оскільки положення зірок відомо, вимірювання по знімку дозволяють точно визначити координати Місяця. Ці дані зводяться у вигляді ефемеридних таблиць Місяця і дозволяють розрахувати ефемеридних час.

Визначення часу за допомогою спостережень за обертанням Землі.

В результаті обертання Землі навколо осі відбувається здається рух зірок зі сходу на захід. У сучасних методах визначення точного часу використовуються астрономічні спостереження, які полягають в реєстрації моментів проходження зірок через небесний меридіан, положення якого строго визначено по відношенню до астрономічної станції. Для цих цілей зазвичай використовувався т.зв. «Малий пасажний інструмент» - телескоп, змонтований таким чином, що його горизонтальна вісь орієнтована по широті (зі сходу на захід). Труба телескопа може бути направлена ​​в будь-яку точку небесного меридіана. Для спостереження проходження зірки через меридіан в фокальній площині телескопа поміщається хрестоподібна тонка нитка. Час проходження зірки фіксується за допомогою хронографа (пристрої, що реєструє одночасно сигнали точного часу і імпульси, що виникають всередині самого телескопа). Таким чином визначається точний час проходження кожної зірки через даний меридіан.

Значний більшу точність вимірювання часу Обертаном Землі дает использование фотографічної зенітної труби (ФЗТ). ФЗТ є телескоп з фокусною відстанню 4,6 м и вхіднім отвором діаметром 20 см, ЗВЕРНЕННЯ прямо в зеніт. Невелика фотографічна пластинка розміщується під лінзою на відстані бл. 1,3 см. Ще нижчих, на відстані, что дорівнює половіні фокусної, розташована ванна з ртуттю (ртутних горизонт); ртуть відбіває світло зірок, что фокусується на фотопластінці. І лінза, и фотопластинка могут повертатіся як єдиний блок на 180 ° вокруг вертікальної осі. При фотографуванні зірки робиться чотири 20-секундних експозиції при різних положеннях лінзи. Платівка переміщається за допомогою механічного приводу таким чином, щоб компенсувати видиме добове рух зірки, утримуючи її в поле зору. При русі каретки з фотокассетой автоматично реєструються моменти проходження її через певну точку (наприклад, шляхом замикання контакту годин). Відзнята фотопластинка проявляється, і отримане на ній зображення вимірюється. Дані вимірювань зіставляються з показаннями хронографа, що дає можливість встановити точний час проходження зірки через небесний меридіан.

В іншому інструменті для визначення зоряного часу - призмовою астролябії (не слід плутати цей прилад із середньовічним кутомірним інструментом того ж назви), 60-градусна (рівнобічна) призма і ртутний горизонт поміщаються перед лінзою телескопа. У призмовою астролябії виходять два зображення спостерігається зірки, які збігаються в момент, коли зірка знаходиться на висоті 60 ° над горизонтом. При цьому автоматично реєструється показання годин.

У всіх цих інструментах використовується один і той же принцип - для зірки, координати якої відомі, визначається час (зоряне або середнє) проходження через певну лінію, наприклад небесний меридіан. При спостереженнях спеціальними годинами фіксується час проходження. Різниця між обчисленим часом і показаннями годин дає поправку. Величина поправки показує, скільки хвилин або секунд потрібно додати до показань годин, щоб отримати точний час. Наприклад, якщо розрахунковий час 3 год 15 хв 26,785 с, а на годиннику 3 год 15 хв 26,773 с, то годинник відстає на 0,012 с і поправка становить 0,012 с.

Зазвичай за ніч проводиться спостереження за 10-20 зірками, і по ним обчислюється середня поправка. Послідовна серія поправок дозволяє визначити точність ходу годинника. За допомогою таких інструментів, як ФЗТ і астролябія, за одну ніч встановлюється час з точністю ок. 0,006 с.

Всі ці інструменти призначені для визначення зоряного часу, за яким встановлюється середній сонячний час, а останнім перекладається в поясний час.

ГОДИННИК

Щоб стежити за часом, необхідний простий спосіб його визначення. У давнину для цього використовувалися водяні або пісочний годинник. Точне визначення часу стало можливим після того, як Галілей в 1581 встановив, що період коливань маятника майже не залежить від їх амплітуди. Однак практичне використання цього принципу в маятникових годинах почалося лише через сто років. Найдосконаліші маятниковий годинник зараз мають точність ходу ок. 0,001-0,002 с на добу. Починаючи з 1950-х років, маятниковий годинник перестали використовуватися для точних вимірювань часу і поступилися місцем кварцовим і атомним годинником. Див. Також ГОДИННИК.

Кварцовий годинник.

Кварц має т.зв. «П'єзоелектричними» властивостями: при деформації кристала виникає електричний заряд, і навпаки під дією електричного поля відбувається деформація кристала. Контроль, здійснюваний за допомогою кристала кварцу, дозволяє отримати майже постійну частоту електромагнітних коливань в електричному контурі. Кварцовий генератор зазвичай створює коливання з частотою 100 000 Гц і вище. Спеціальний електронний пристрій, відоме під назвою «дільник частоти», дозволяє знизити частоту до 1000 Гц. Сигнал, отриманий на виході, посилюється і призводить в дію синхронний електромотор годин. Фактично, робота електромотора синхронізована з коливаннями пьезокристалла. За допомогою системи зубчастих передач мотор може бути з'єднаний зі стрілками, які показують години, хвилини і секунди. По суті, кварцові годинники представляють собою поєднання пьезокварцевого генератора, подільника частоти і синхронного електромотора. Точність ходу кращих кварцових годин досягає декількох мільйонних часток секунди в добу.

Атомний годинник.

Для відліку часу можуть бути використані також процеси поглинання (або випромінювання) електромагнітних хвиль атомами або молекулами деяких речовин. Для цього застосовується поєднання атомного генератора коливань, дільника частоти і синхронного двигуна. Згідно квантової теорії, атом може перебувати в різних станах, кожне з яких відповідає певному енергетичному рівню Е, який представляє дискретну величину. При переході з більш високого енергетичного рівня на більш низький виникає електромагнітне випромінювання, і навпаки, при переході на більш високий рівень випромінювання поглинається. Частота випромінювання, тобто число коливань в секунду, визначається формулою:

f = (E 2 - E 1) / h,

де E 2 - початкова енергія, E 1 - кінцева енергія і h - постійна Планка.

Багато квантові переходи дають дуже високу частоту, приблизно 5 ґ 1014 Гц, і виникає випромінювання знаходиться в діапазоні видимого світла. Для створення атомного (квантового) генератора необхідно було знайти такий атомний (або молекулярний) перехід, частота якого могла б бути відтворена за допомогою електронної техніки. Мікрохвильові пристрої, подібні використовуваним в радіолокаторі, здатні генерувати частоти порядку 1010 (10 млрд.) Гц.

Перші точні атомні годинники, в яких використовувався цезій, були розроблені Л.Ессеном і Дж.В.Л.Паррі в Національній фізичній лабораторії в Теддінгтоні (Великобританія) в червні 1955. Атом цезію може існувати в двох станах, причому в кожному з них він притягується або одним, або іншим полюсом магніту. Атоми, що виходять з нагрівальної установки, проходять по трубці, розташованої між полюсами магніту «А». Атоми, що знаходяться в стані, умовно позначається 1, відхиляються магнітом і вдаряються об стінки трубки, тоді як атоми, що знаходяться в стані 2, відхиляються в іншу сторону таким чином, що проходять уздовж трубки через електромагнітне поле, частота коливань якого відповідає радіочастоті, і потім направляються до другого магніту «В». Якщо радіочастота підібрана правильно, то атоми, переходячи в стан 1, відхиляються магнітом «В» і уловлюються детектором. В іншому випадку атоми зберігають стан 2 і відхиляються в сторону від детектора. Частота електромагнітного поля змінюється до тих пір, поки лічильник, приєднаний до детектора, не покаже, що генерується потрібна частота. Резонансна частота, що генерується атомом цезію (133Cs), становить 9 192 631 770 ± 20 коливань в секунду (ефемеридного часу). Ця величина називається цезієвим еталоном.

Перевага атомного генератора перед кварцовим п'єзоелектричним полягає в тому, що його частота не змінюється з часом. Однак він не може безперервно функціонувати так само довго, як кварцові годинники. Тому прийнято комбінувати в одних годинах п'єзоелектричний кварцовий генератор з атомним; частота кварцового генератора час від часу перевіряється по атомному генератору.

Для створення генератора використовується також зміна стану молекул аміаку NH3. У пристрої, званому «мазер» (мікрохвильовому квантовому генераторі), всередині порожнього резонатора генеруються коливання в радіодіапазоні з майже постійною частотою. Молекули аміаку можуть перебувати в одному з двох енергетичних станів, по-різному реагують на електричний заряд певного знака. Пучок молекул проходить в поле електрично зарядженою пластини; при цьому ті з них, які знаходяться на більш високому енергетичному рівні, під впливом поля направляються в невелике вхідний отвір, що веде в порожнистий резонатор, а молекули, що знаходяться на більш низькому рівні, відхиляються в сторону. Частина молекул, що потрапили в резонатор, переходить на більш низький енергетичний рівень, випускаючи при цьому випромінювання, на частоту якого впливає конструкція резонатора. За результатами експериментів в Невшательское обсерваторії в Швейцарії, отримана частота склала 22 789 421 730 Гц (як еталон при цьому використовувалася резонансна частота цезію). Що проводилося в міжнародних масштабах за допомогою радіо зіставлення частот коливань, виміряних для пучка атомів цезію показало, що величина розбіжностей частот, одержуваних в установках різної конструкції, становить приблизно дві мільярдних. Квантовий генератор, в якому використовується цезій або рубідій, відомий під назвою газонаповненого фотоелемента. Як квантового генератора частот (мазера) застосовується також водень. Винахід (квантових) атомного годинника в значній мірі сприяло дослідженням змін швидкості обертання Землі і розробці загальної теорії відносності.

Секунда.

Використання атомної секунди в якості еталонної одиниці часу було прийнято 12-й Міжнародній конференції з мір та ваг в Парижі в 1964. Вона визначається на основі цезієвого еталона. За допомогою електронних пристроїв здійснюється підрахунок коливань цезієвого генератора, і час, протягом якого відбувається 9 192 631 770 коливань, приймається за еталон секунди.

Гравітаційне (або ефемеридних) час і атомний час. Ефемеридних час встановлюється за даними астрономічних спостережень і підпорядковується законам гравітаційної взаємодії небесних тіл. Визначення часу за допомогою квантових стандартів частоти засноване на електричних і ядерних взаємодіях всередині атома. Цілком можливо розбіжність масштабів атомного та гравітаційного часу. В такому випадку частота коливань, що генеруються атомом цезію, буде змінюватися по відношенню до секунді ефемеридного часу протягом року, і ця зміна не можна віднести за рахунок помилки спостереження.