協調時間

相對論的理論中,相對於隱含的觀察者,以時空坐標系統的形式表達結果很方便。在許多(但不是全部)坐標系中,事件一次坐標和三個空間坐標指定。時間坐標指定的時間稱為將其與適當時間區分開的坐標時間

在特殊相對論慣性觀察者的特殊情況下,事件中的坐標時間與與事件相同的時鐘所測量的適當時間相同,這是相對於觀察者的靜止的,使用愛因斯坦同步慣例已與觀察者的時鐘同步。

協調時間,適當的時間和時鐘同步

對坐標時間概念的更全面解釋是由於其與適當的時間和時鐘同步的關係而產生的。同步以及同時性的相關概念,必須在一般相對論理論的框架中仔細定義,因為必須刪除經典力學和經典時期的經典敘述中固有的許多假設。特定的時鐘同步程序愛因斯坦定義,並引起有限的同時概念。

當所選的坐標時間對兩個事件的值相同時,兩個事件在選定的參考框中同時稱為同時稱為;而且這種情況允許從另一個參考框架的角度來看,物理上的可能性和可能性不會同時。

但是,在特殊相對論之外,坐標時間不是可以通過名義上定義參考幀的位置的時鐘來衡量的時間,例如,位於太陽系Barycenter的時鐘不會測量Barycentric參考幀的坐標時間,並且位於地理中心的時鐘不會測量地理為中心參考框架的坐標時間。

數學

對於非慣性觀察者和一般相對論,可以更自由地選擇坐標系。對於一個時鐘的時鐘,其空間坐標是恆定的,適當的時間τ希臘小寫tau )與坐標時間t之間的關係,即時間擴張的速率,由

 

 

 

 

()

其中g 00度量張量的組成部分,它結合了重力時間擴張(根據零體成分是時機的慣例)。

根據1/ c 2中的術語順序正確的替代公式,就動態數量較高的數量而言,在適當的時間和坐標時間之間提供了關係:

 

 

 

 

()

其中:

是由於附近的質量而導致的引力電位總和,這是基於其距離距離。該術語GM I /R I的總和大約是作為牛頓重力電位的總和(加上所考慮的任何潮汐電位)的總和,並使用重力勢的正天體符號代表。

c也是光的速度v是時鐘的速度(在所選參考框架的坐標中)定義為:

 

 

 

 

()

其中dxdydzdt c是三個正交間距坐標xyz的小增量,以及在所選參考框架中時鐘位置的坐標時間t c中。

方程( 2 )是適用於適當時間和坐標時間之間關係的基本和備受報價的微分方程,即用於時間擴張。從Schwarzschild指標開始的推論,並在時間擴張中給出了速度和重力時間擴張的綜合效應

測量

無法測量坐標時間,而僅根據公式( 2 )中顯示的時間擴張關係的實際時鐘(或某種替代形式)所示的時間擴張關係計算得出。

僅出於解釋性目的,才有可能構想一個假設的觀察者和軌跡,適當的時鐘將與坐標時間一致:這種觀察者和時鐘必須相對於所選的參考框架進行靜止(V = 0)( V = 0)在上面的( 2 )中),但(在一個無情的假設情況下)遠離其重力質量(上面( 2 )中的U = 0)。即使是這樣的例證也有限,因為坐標時間在參考框架中到處都定義,而假設的觀察者和時鐘被選為說明其僅具有有限的軌跡選擇。

協調時間尺度

坐標時間尺度(或坐標時間標準)是一種時間標準,旨在用作需要考慮相對論效應的計算中的時間坐標。時間坐標的選擇意味著選擇整個參考框架。

如上所述,時間坐標可以在有限的範圍內通過概念上與所選參考框架相對於感興趣的對象和靜止的時鐘的適當時間來說明。這個名義時鐘,因為它不在所有重力井外,不受重力時間擴張的影響。重力井中的對象的適當時間將比坐標時間更慢,即使它們相對於坐標參考框架靜止。對於每個感興趣的對象,必須考慮重力和運動時間擴張,並且效果是速度相對於參考框和引力電位的函數,如( 2 )中所示。

IAU定義了四個專門設計的坐標時間尺度,用於天文學Barycentric坐標時間(TCB)基於與太陽系Barycenter共同進行的參考框架,並且已定義用於計算太陽系內物體運動的計算。但是,從基於地球的觀察者的角度來看,包括重力時間擴張在內的一般時間擴張會導致基於Si Second的Barycentric坐標時間,從地球觀察到的時間單位比SI秒更快地測得的時間單位出現。按基於地球的時鐘,每年的差異約為0.5秒。因此,出於許多實際的天文學目的,已經定義了TCB的縮放修改,出於歷史原因Barycentric Dynamical Time (TDB),其時間單元在從地球表面觀察到SI秒的時間單元,因此至少可以確保這一點至少用於數千年的TDB將保留在陸地時間(TT)的2毫秒內,儘管在上述的假設觀察者中,TDB的時間單位在參考框架和無限距離處的剩餘時間都會比Si第二(在1 /L B = 1零件中以10 8 /1.55​​0519768的零件為單位)。

地理中心坐標時間(TCG)基於與地理中心(地球中心)共處的參考框架,並原則上定義用於用於計算地球或地球區域的現象,例如行星旋轉和衛星等現象動作。與TCB相比,與TDB相比,TCB的程度要小得多,但是出於相應的原因,從地球表面觀察到TCG的Si秒在基於地球表面的時鐘實現的SI秒時顯示出輕微的加速度。因此,陸生時間(TT)也被定義為TCG的縮放版本,其縮放量表使得在定義的Geoid上,單位速率等於Si秒較小的速度很小(這次在10 10 /6.969290134中以1 /L g = 1的零件在1中。

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