Baryzentrische Dynamische Zeit

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Die Dynamische Zeit (TD für französisch Temps Dynamique) ist das derzeit modernste astronomische Zeitsystem.

Es wird in zwei Varianten verwendet:

• Terrestrische Dynamische Zeit, Temps dynamique terrestrique (TDT), englisch Terrestrial Dynamical Time
• Baryzentrische Dynamische Zeit, Temps dynamique barycentrique (TDB), englisch Barycentric Dynamical Time

Zeiteinheit der Dynamischen Zeit ist die SI-Sekunde

Hintergrund

Die Astronomie benötigt für verlässliche Berechnungen astronomischer Ereignisse über mehrere Jahrhunderte oder Jahrtausende hinweg eine gleichförmige Zeitbasis, die mit der bürgerlichen Zeit nicht gegeben ist. Die bis 1967 auf der veränderlichen Erdrotation bzw. Erdumlauf (tropisches Jahr) beruhenden Zeitmessungen erfüllten diese Anforderung nicht. Daher wurde 1960 eine gleichförmig verlaufende Ephemeridenzeit (ET) als Grundlage für astronomische Berechnungen eingeführt. Als Ephemeridensekunde diente noch der 31.556.925,9747ste Teil des Tropischen Jahres am 0. Januar 1900 (= 31. Dezember 1899) 12:00 UT.

Nachdem mit den Atomuhren hochpräzise Zeitmesser zur Verfügung standen, stellte sich jedoch auch bald heraus, dass relativistische Effekte die tatsächliche Zeitmessung auch mit den Atomuhren beeinflussen: Bewegte Uhren gehen langsamer, ebenso Uhren im Einfluss eines Schwerefeldes, als vergleichbare Uhren, die sich in Ruhe befinden oder weit entfernt von der Schwerkraftwirkung einer großen Masse.

Die Zeitmessung mit Atomuhren wird von der (Umlauf-)Bahngeschwindigkeit der Erde (ca. 29,8 km/s), von der Rotationsgeschwindigkeit der Erde sowie von den Massen der Erde, des Mondes und der Sonne beeinflusst. Um ein von diesen - schwankenden - Effekten freies Zeitmaß zu haben, wurde die Dynamische Zeit (TD) definiert, die diese relativistischen Effekte eliminiert.

Varianten

Terrestrische Dynamische Zeit

Die TDT ersetzt seit 1984 die Ephemeridenzeit (ET) als Basis für die Berechnung von Ephemeriden (berechnete Tabellen astronomischer Ereignisse). Die Terrestrische Dynamische Zeit bezieht sich auf den Erdmittelpunkt und eliminiert die relativistischen Effekte der Erdrotation und des Gravitationsfeldes der Erde. Damit diese TDT nahtlos an die bis 1984 verwendete Ephemeridenzeit anschließt, hat die Internationale Astronomische Union (IAU) 1977 beschlossen, dass 0:00 Uhr des 1. Januar 1977 der Internationalen Atomzeit 0:00:32,184 Uhr gleichen Datums der Terrestrischen Dynamischen Zeit entspricht.

Baryzentrische Dynamische Zeit

Die TDB bezieht sich als zweite dynamische Zeit auf den Mittelpunkt des Sonnensystems (Baryzentrum). Diese Zeit eliminiert auch die relativistischen Effekte aus dem Umlauf der Erde um die Sonne sowie der Gravitationswirkung von Sonne, Mond und den anderen Planeten. Die IAU hat beschlossen, die TDB auf Basis der TDT zu berechnen und dabei die nur periodischen Terme zu berücksichtigen (Einflüsse der Sonnen-, Erd-, Mond- und Planetenbewegung sowie der Bewegung des Baryzentrums), und zwar unter Annahme der Gültigkeit der Einsteinschen Relativitätstheorien.

Aus dieser Festlegung ergeben sich Abweichungen zwischen TDT und TDB von stets weniger als 5 Millisekunden.

Verhältnis zu anderen Zeitsystemen

Internationalen Atomzeit

Obwohl die dynamische Zeit wie die Internationalen Atomzeit (TAI) auf derselben Zeiteinheit SI-Sekunde beruhen, könnten beide Zeiten einmal auseinander laufen, weil die Internationale Atomzeit auf der tatsächlichen Zeitzählung durch Atomuhren beruht, bei der möglicherweise systematische Fehler auftreten könnten. Die Terrestrische Dynamische Zeit (TDT) ist hingegen eine ideal gleichförmig verlaufende Zeit. Bisher existieren allerdings noch keine Hinweise auf ein mögliches Auseinanderlaufen der beiden Zeitsysteme.

Koordinierten Weltzeit

Da die Terrestrische Dynamische Zeit um 32,184 Sekunden der Internationalen Atomzeit voraus läuft, diese wiederum zusätzlich seit dem 1. Januar 2009 der Koordinierten Weltzeit (UTC) um 34 Sekunden voraus gelaufen ist, unterscheidet sich die TDT von der UTC derzeit (Stand 2009) um 1 Minute und 6,184 Sekunden.