世界時

世界時（UTまたはUT1）は、地球の自転に基づく時間基準です。^{[ 1 ]}元々は経度0度における平均太陽時でしたが、太陽の正確な測定は困難です。そのため、UT1は国際天体基準系（ICRF）に対する地球の角度、つまり地球自転角（ERA、グリニッジ平均恒星時の代わりとして機能します）から算出されます。UT1は地球上のどこでも同じです。UT1は、

ERA = 2π(0.7790572732640 + 1.00273781191135448 · T _u ) ラジアン

ここでT _u = (ユリウス暦UT1日 − 2451545.0 )である。^{[ 2 ]}

歴史

標準時が導入される前は、時計を使用する世界中の各自治体は、公式の時計があれば、太陽の現地の位置に基づいて設定していました（太陽時を参照）。これは、英国で鉄道旅行が導入されるまでは十分に機能していました。鉄道旅行により、長距離を高速で移動できるようになり、列車が毎日いくつかの町を通過するたびに時計を頻繁に再設定する必要が生じました。1847年から、英国はこの問題を解決するために、イングランドのグリニッジの平均太陽時であるグリニッジ標準時を確立しました。これにより、英国のすべての時計は、現地の太陽正午に関わらず、この時間に設定されました。^{[ a ]}望遠鏡を使用して、グリニッジの王立天文台を通じて本初子午線の平均太陽時にGMTが較正されました。これらの時計を同期させるために、クロノメーターまたは電信が使用されました。^{[ 4 ]}

世界の標準タイムゾーン。各ゾーンの下部にある数字は、UTCを現地時間に変換するために加算する時間数を示します。

国際貿易の拡大に伴い、時間測定の国際標準の必要性が高まった。何人かの著者が「世界標準時」または「宇宙標準時」を提案した（タイムゾーン § 世界のタイムゾーン を参照）。世界標準時の策定は、国際子午線会議で始まった。この会議の終了時である1884年10月22日、^{[ b ]}世界標準時の推奨基準である「世界日」は、グリニッジ天文台の地方平均太陽時（グリニッジ標準時午前0時を0時として起点とする）であると発表された。^{[ 5 ]}これは、1847年以来イギリス島で使用されている民間グリニッジ標準時と一致していた。一方、天文標準時（GMT）は平均正午に始まり、つまり天文日Xは民間日Xの正午に始まった。その目的は、一晩の観測を1つの日付にまとめることだった。民間システムは1925年1月1日午前0時（民間）から採用されました。航海用グリニッジ標準時（GMT）は、少なくとも1805年のイギリス海軍では天文用グリニッジ標準時より24時間早く導入されましたが、1884年の会議で言及されたため、その後も他の地域ではずっと後まで存続しました。グリニッジが選ばれたのは、1884年までにすべての海図と地図の3分の2が既にグリニッジを本初子午線として使用していたためです。^{[ 6 ]}

1848年から1972年の間に、主要国はすべてグリニッジ子午線に基づくタイムゾーンを採用しました。^{[ 7 ]}

1928年、国際天文学連合は、一日が真夜中から始まるGMTを指すために、世界時（UT ）という用語を導入しました。 ^{[ 8 ]} GMTは正午から始まる天文日と真夜中から始まる常用日のどちらにも使用できるため、この用語はグリニッジ標準時よりも正確な用語として推奨されました。 ^{[ 9 ]}一般の人々は常に真夜中に一日を始めていたため、タイムスケールはグリニッジ標準時として提示され続けました。

導入当初、放送用時刻信号はUT（地球の自転）に基づいていました。1955年、BIH （英国国際放送協会）はウィリアム・マーコウィッツの提案を採択し、1956年1月1日に発効しました。この提案では、UTをUT0（従来のUT）、UT1（極運動補正後のUT0）、UT2（極運動と季節変動補正後のUT0）に分割しました。UT1は「多くの天文学および測地学の用途」に十分なバージョンであり、UT2はラジオで一般向けに放送されることになっていました。^{[ 10 ] [ 11 ]}

UT0とUT2は、協定世界時（UTC）の導入によりすぐに意味を失ってしまった。1956年以降、WWVはUT1と一致させるために20ミリ秒ずつ増分した原子時計の信号を放送していた。^{[ 12 ]} UT1からの最大20 ミリ秒の誤差は、UT0、UT1、UT2の差と同程度の大きさである。1960年までに、アメリカ海軍天文台、王立グリニッジ天文台、イギリス国立物理学研究所が同様のステップ方式でUTCを開発していた。1960年のURSI会議では、すべての時刻サービスがイギリスとアメリカの先例に倣い、UT2の予測される進行に合わせることを目的として、セシウムからの周波数オフセットを使用して必要に応じて時折ステップを踏んで協定時刻を放送することが推奨された。^{[ 13 ]} 1972年1月1日から、UTCはUT2ではなくUT1に0.9秒以内で追従するように定義され、UT2の衰退を示しました。^{[ 14 ]}

現代の民間時は一般的にUTCに準拠しています。一部の国では、グリニッジ標準時という用語が、民間計時だけでなく天文暦やその他の参考資料においてもUT1を指して今日まで一般的に使用されています。1秒未満の精度が要求されない場合、UTCはUT1の近似値として使用されます。UT1とUTCの差はDUT1として知られています。^{[ 14 ]}

各国での導入

この表は、30 分タイムゾーンを含む、グリニッジ子午線に基づくタイムゾーンの採用日を示しています。

年 国[ 15 ] 1847 イギリス[ 3 ] 1880 アイルランド（島全体） 1883 カナダ、アメリカ合衆国[ c ] 1884 セルビア 1886 ニュージーランド[ 16 ] 1888 日本 1892 ベルギー、オランダ、[ d ]南アフリカ[ e ] 1893 イタリア、ドイツ、オーストリア・ハンガリー（鉄道） 1894 ブルガリア、デンマーク、ノルウェー、スイス、ルーマニア、トルコ（鉄道） 1895 オーストラリア、ナタール 1896 フォルモサ（台湾） 1899 プエルトリコ、フィリピン 1900 スウェーデン、エジプト、アラスカ 1901 スペイン 1902 モザンビーク、ローデシア 1903 天津市青島 1904 中国沿岸、朝鮮半島、満州、北ボルネオ 1905 チリ 1906 インド（カルカッタを除く）、セイロン（スリランカ）、セーシェル 1907 モーリシャス、チャゴス 1908 フェロー諸島、アイスランド 1911 フランス、アルジェリア、チュニス、多くのフランス海外領土、イギリス領西インド諸島 1912 ポルトガルおよび海外領土、その他のフランス領土、サモア、ハワイ、ミッドウェーおよびグアム、ティモール、ビスマルク諸島、ジャマイカ、バハマ諸島。 1913 イギリス領ホンジュラス、ダホメ 1914 アルバニア、ブラジル、コロンビア 1916 ギリシャ、ポーランド、トルコ

年 国 1917 イラク、パレスチナ 1918 グアテマラ、パナマ、ガンビア、ゴールドコースト 1919 ラトビア、ナイジェリア 1920 アルゼンチン、ウルグアイ、ビルマ、シャム 1921 フィンランド、エストニア、コスタリカ 1922 メキシコ 1924 ジャワ、ソ連 1925 キューバ 1928 中国内陸部 1930 バミューダ 1931 パラグアイ 1932 バルバドス、ボリビア、オランダ領東インド 1934 ニカラグア、東ニジェール 1936年までに ラブラドール、ノーフォーク I. 1937年までに ケイマン諸島、キュラソー、エクアドル、ニューファンドランド 1939年までに フェルナンド・ポー、ペルシャ 1940年までに ロード・ハウ1世。 1940 オランダ 1948年までに アデン、アセンション島、バーレーン、イギリス領ソマリランド、カルカッタ、オランダ領ギアナ、ケニア、マレー連邦、オマーン、海峡植民地、セントヘレナ、ウガンダ、ザンジバル 1953年までに ラロトンガ島、サウスジョージア島 1954年までに クック島。 1959年までに モルディブ共和国 1961年までに フレンドリー島、トンガ島 1962年までに サウジアラビア 1964年までに ニウエ島 1972 リベリア

ネパール標準時（UTC+05:45）、ニュージーランドのチャタム諸島で使用されているチャタム標準時（UTC+12:45） ^{[ 17 ]} 、および西オーストラリア州ユークラとその周辺地域で使用されている公式には認可されていない中央西部時間帯（UTC+8:45）を除き、使用されているすべてのタイムゾーンは、UTCからのオフセットで定義され、30分単位、ほとんどの場合は1時間単位です。

測定

歴史的に、世界時（UT）は天空の太陽の位置を観測することで算出されていました。しかし天文学者たちは、地球の自転を、毎日子午線を横切る星を観測することで測定する方がより正確であることに気付きました。現在では、国際原子時（TAI）に対するUTは、超長基線電波干渉法（VLBI）による遠方の天体（恒星やクエーサー）の位置観測によって決定されており、この方法によりUT1は15マイクロ秒以内の精度で決定できます。^{[ 18 ] [ 19 ]}

1853年の「世界時計盤」。世界時が採用される前の「すべての国」の相対的な時間を示している。

地球の自転とUT （統一世界）は、国際地球回転・基準系サービス（IERS）によって監視されています。国際天文学連合も規格の策定に関与していますが、放送規格の最終決定権は国際電気通信連合（ITU）にあります。^{[ 20 ]}

地球の自転はいくぶん不規則で、潮汐加速のために非常にゆっくりと遅くなっています。さらに、秒の長さは1750 年から 1890 年までの月の観測から決定されました。これらすべての要因により、現代の平均太陽日は、平均して、従来の 1 日の秒数である公称 86,400 SI秒よりもわずかに長くなります。 ^{[ f ]}このように UT の速度はわずかに不規則であるため、天文学者はエフェメリス時間を導入しましたが、これはその後、地球時間(TT)に置き換えられました。世界時は地球の自転によって決定され、地球の自転はより正確な原子周波数標準からずれるため、この原子時の調整 (うるう秒と呼ばれる) が必要になります。これは、(2019 年現在)「放送時間」が太陽時と大体同期したままになっているためです。^{[ g ]}そのため、民間放送の時間と周波数の標準は、通常は国際原子時を厳守しますが、平均太陽時から大きくずれるのを防ぐために、時々変更（または「飛び越し」）されます。

原子時の一種である重心力学時（TDB）は、現在、惑星やその他の太陽系天体の暦の作成に用いられていますが、その主な理由は2つあります。^{[ 21 ]}まず、これらの暦は惑星の運動に関する光学観測とレーダー観測に結びついており、TDBの時間スケールはニュートンの運動法則と一般相対性理論の補正に基づいているためです。次に、地球の自転に基づく時間スケールは均一ではなく、したがって太陽系内の天体の運動を予測するのには適していません。

バージョン

UT1は世界時刻の基本形です。^{[ 1 ]}しかし、 UT1と0.03秒以内の誤差を持つ世界時刻と呼ばれる他の時間基準もいくつかあり、あまり使用されていません。 ^{[ 22 ]}

• UT0は、天文台で恒星や銀河系外電波源の日周運動、また月や人工地球衛星の測距観測によって決定される世界時である。天文台の位置は、地球基準系（国際地球基準系など）における固定座標系とみなされるが、地球の自転軸の位置は地球表面上で移動する。これは極運動として知られている。UT0には極運動の補正は含まれていないが、UT1には含まれている。UT0とUT1の差は数十ミリ秒程度である。UT0という名称はもはや一般的には使われていない。^{[ 23 ]}
• UT1RはUT1の平滑化版であり、潮汐による周期的な変動を除去しています。UT1Rには62の平滑化項があり、周期は5.6日から18.6年までの範囲です。^{[ 24 ]} UT1Rは技術文献では現在でも使用されていますが、それ以外の分野ではほとんど使用されていません。^{[ 25 ]}
• UT2はUT1を平滑化したもので、周期的な季節変動を除外しています。主に歴史的な関心の対象であり、現在ではほとんど使用されていません。UT2は次のように定義されます。
  ${\displaystyle UT2=UT1+0.022\cdot \sin(2\pi t)-0.012\cdot \cos(2\pi t)-0.006\cdot \sin(4\pi t)+0.007\cdot \cos(4\pi t)\;{\mbox{秒}}}$
  ここでtはベッセル年に対する割合で表した時間である。^{[ 26 ]}

参照

• 火星のエアリー平均時
• 地球の向きのパラメータ
• 国際共通規格一覧
• Unix時間

注記

1. 1847年からグレート・ウェスタン鉄道駅での使用が義務付けられ、広く非公式に採用されていたにもかかわらず、 1880年の法令（時間の定義）法によって初めて法律となった。 ^{[ 3 ]}この法律では、イギリスの標準時はグリニッジ標準時、アイルランドの標準時はダブリン時間と定められていた。
2. 投票は10月13日に行われた。
3. 1918年に制定（標準時間法）
4. 法定時間は1909年にアムステルダム時間に戻り、1940年には中央ヨーロッパ時間に戻されました。
5. ナタールを除く
6. 24時間60分60秒
7. この原則の継続については、標準化団体で活発な議論が続いています。「うるう秒#うるう秒の将来」を参照してください。

引用

1. シーゴ, ジョン・H.、ザイデルマン, P. ケネス、アレン, スティーブ (2011年10月5～7日). 「世界時との調整に関する立法仕様」(PDF) .地球の自転から民間計時を切り離す: 協定世界時 (UTC) の再定義の影響を探るコロキウム議事録. アナリティカル・グラフィックス社, ペンシルバニア州エクストン: アメリカ宇宙協会. ISBN 978-08770357632022年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF）。
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8. マッカーシー＆ザイデルマン 2009年、10～11頁。
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20. マッカーシー＆ザイデルマン 2009年、第18章。
21. Urban & Seidelmann 2013、p. 7。厳密に言えば、エフェメリスの主要な作成者であるジェット推進研究所は、彼らが導き出した時間スケール T _ephを使用しており、これは機能的には TDB と同等です。
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参考文献

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• 「地上時刻（TT）」。天文応用部。米国海軍天文台。 2022年6月16日閲覧。

 この記事には、連邦規格1037Cのパブリックドメイン資料が含まれています。一般調達局。2022年1月22日時点のオリジナルからのアーカイブ。

外部リンク

• クラーク・ブレイズ著『タイム・ロード』：サンフォード・フレミングの伝記と標準時の考え方