有个问题，原子钟在天上飞，会比地球上的原子钟跑的慢，知道这个东西么？


【 在 wdek 的大作中提到: 】
: 那光速c的基础不是国际原子时？
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FROM 223.104.216.*

只要不承认失败
那就没有失败
你能奈我何
【 在 usami 的大作中提到: 】
: 其实在现代社会，要公开发表自己的研究成果，方法多的很，比老爱那时代也简单的多， 民科把论文真写出来，一个初中生/高中生都可能帮忙搞定了，找啥外部原因说各种不行就很扯淡
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FROM 115.171.42.*

比较全面介绍时间

世界时：

1928年，国际天文学联合会决定将由英国格林尼治子夜起算的平太阳时作为世界时。各国使用的标准时间虽然有差别，但很容易算为格林尼治时间。随着测量水平的提高，世界时的准确度也逐渐提高。1956年，国际上把由天文观测直接测定的世界时计量系统称为“UT0系统”，加上地极移动改正项的世界时计量系统称为“UT1系统”，再加上地球自转速度季节性变化改正项的世界时计量系统称为“UT2系统”，取代单一世界时。

UT2是一种比较均匀的时间系统。

在时间服务中测时和守时工作也是十分重要的，如果没有这两项工作，我们就不可能得到准确的时间。

世界时系统是根据地球自转建立起来的，天文台选择地球自转作为时间的客观标准。天文工作者把满天的星星，按一定的顺序和方向，像钟面那样编上数码，每颗星星代表着几时几分几秒。于是整个天空就成了一个天然的“标准钟面”。再在地面上竖起一根指针，这样，随着地球的转动，这根指针就能像钟表的指针那样指出时刻来，而充当这根指针的就是天文台的望远镜。

随着地球自转，望远镜也跟着转动，通过望远镜先后看到代表不同时刻的星星。为了提高观测精度，许多天文台的望远镜都要投入观测。在对观测结果进行综合处理，消除或改正了一些误差和影响之后，才能得到标准的时刻。这称为“测时”。

由于测时只能在晴夜进行，为了随时得到准确的时刻，天文台就必须设有一组极为精确的天文钟来“守住”测定的时刻。但是天文钟不可能走得和地球自转完全一样，这就要通过天文测时的结果来经常校准它们，求出钟的改正值。知道了钟差的天文钟就能随时指出精确的时刻，这称为“守时”。

在美国华盛顿特区的一个小山坡上，有一个无窗的方形小屋，里面有一架永远固定在一个垂直的方向上的特殊的望远镜，它惟一的工作是测定某些恒星经过天顶的正确时刻。这个奇怪的装置就是美国海军天文台的照相天顶间。用它拍摄的照片可以为地球的自转计时，并可提供美国标准时的绝对准绳。



太阳时系统包括真太阳时、平太阳时和区时。它和恒星时系统统称为世界时系统。

恒星时：

恒星时是由春分点的周日视运动来定义的。对于某一地方的子午圈，当春分点刚好通过子午线（上中天）的时刻，定义为该地恒星时0h。因周日视运动，春分点绕天球一圈，又一次通过子午线时，定义恒星时为24h或次日恒星时0h。对任意时刻，将春分点的时角用时、分、秒单位来度量，定义为当时的恒星时。某一恒星正在上中天的时候，该恒星的赤经就是当时的恒星时。如果有一台按恒星时走动的钟表，再用一架望远镜瞄准子午圈，观测每一颗上中天的恒星，就可以用它们的赤经来校正钟表的时刻。这就是天文测时的基本原理。当然测出来的时间是恒星时。

平太阳时：

人们日常作息所用的时间不是恒星时，而是太阳时。太阳时是由太阳的周日视运动来定义的。与定义恒星时的作法类似，太阳刚好通过南方子午圈的时刻（太阳上中天）定义为太阳时12h。对任意时刻，将太阳的时角用时、分、秒为单位来度量，加上12h后定义为当时太阳时。因为太阳除了有周日视运动之外，还有周年视运动，所以太阳时与恒星时间隔不同。一个回归年有365.2422太阳日，却有366.2422恒星日，刚好相差一天，平均每天相差约3m56s，即太阳时24小时比恒星时24小时长约3m56s。恒星时是恒星周日视运动遵守的时间，太阳时是太阳周日视运动遵守的时间，日常生活使用太阳时。在寻找恒星的位置时，必须把太阳时换算到恒星时，才能与天球上的恒星位置相对应；天文测时通过恒星测量出恒星时，再经换算才能得到太阳时。

太阳时又分真太阳时与平太阳时。用真实太阳的时角计量的时间称真太阳时，由于太阳周年视运动在黄道上，又由于椭圆轨道运动速度本身不均匀，真太阳的时角变化是很不均匀的。真太阳时像是一个蹩脚的钟表提供的时间，时快时慢，一年当中最大会差10多分钟，这当然是不能接受的。天文学上设定一个假想的天体称为平太阳，它满足三个条件：1、沿赤道作周年运动；2、运动速度均匀；3、运动周期等于一个回归年。以这个假想天体“平太阳”的时角定义的时间称为平太阳时，简称平时。实质上，平时是以地球自转周期（比物理周期稍长的一个周期）为基准定义的时间。只是回归年保持稳定，地球自转周期也保持稳定，平太阳时就是理想的均匀时间系统。20世纪70年代以前，全世界共同使用的标准时间计量系统就是平太阳时，由国际计量大会决议，各成员国用法律形式颁行的平太阳时的1秒为法定时间计量单位。人们曾规定太阳相继两次中天所经历的时段为一个太阳日，由于太阳在黄道上运行的速度不平均，一年中最长和最短的太阳日相差约51秒，所以取其平均值并称为平太阳日，1平太阳日被均分为24平太阳小时，1平太阳小时被均分为60平太阳分，1平太阳分被均分为60平太阳秒。这样，1秒的长度就是平太阳日的86400分之一。19世纪末，美国天文学家纽康编制了一份太阳历表。在表中，纽康按力学规律，用理想的均匀时间算出了每个时刻太阳的位置，这样反过来只要测出太阳的位置就可以么查出对应的时间。1958年国际天文学会以纽康有太阳历表为基础定义出一种理想的时间标准，这就是历书时间。时间刻度基准定为1900年的回归年，即1900年太阳从天空某一特定位置（春分点）出发再回到该点所经历的过程长短为标准，一秒被确定为回归年过程的1/31556925.9747。20世纪70年代以后情况发生了变化，改为铯原子定义秒。

平太阳是假想的，只有理论上的依据，无法直接观测。天文台用天文学方法测定的仍然是恒星时，然后通过理论换算为平太阳时，这一过程称为测时。维持一个走时非常准确的钟表（恒星时，平时都可以，通常二者兼备）不断地用测时结果来校正（当然，所谓校正并不是拨动钟表，而是记录下钟表的走时误差），同时用各种方法与其它天文台的钟表进行对比，随时可以提供全世界统一的、准确时刻，这一工作称为守时。把时间信号用通信设备，包括电台、电视台及其它专用设备向全世界发播，供民间和有关专业部门使用，这一工作称为授时。整个三部分工作统称为时间服务工作，是天文学为国计民生服务的重要项目之一。

区时：

恒星时或平时都以子午线为起算点，但地球上不同地理经度的地方，子午线是不一样的。比如太阳在北京过子午线的时候，在西安还没有过，而在东京早就过完了。无论恒星时还是平时都具有地方性，称为地方恒星时或地方平时。

为了解决全球各地时间异同的矛盾，1884年华盛顿国际子午线会议决定，采用加拿大铁路工程师弗莱明（S.Fleming）的建议，全世界按统一标准划分时区，以英国格林尼治天文台00经度线东西经度各70.5的区域划为0时区，从0时区边界分别向东和向西，每隔150划一个时区，东西各12个时区，全球共24个时区。

现代时间服务：

20世纪60年代以前，平太阳时一直是时间计量的基本单位，它的基准是地球自转周期。地球自转被当做绝对稳定可靠的标准钟来使用。20世纪60年代，天体测量学发现了地球自转周期并不稳定，或者说地球自转速度是不均匀的。它有三种变化：1、受大气环流等周年周期因素的影响，日长的变化以年为周期，变幅±0s.02，北半球春季变长，秋季变短；2、受潮汐摩擦等长因素影响，日长有长期变化，每100年减慢0s.001~0s.002；3、其它各种因素造成的不规则变化。地球钟的稳定度是0.7×10-9，即1秒可能有10亿分之一有误差，地球钟不再可靠。至20世纪70年代，原子钟的稳定度达到10-13，比地球自转准确度高1万倍。1967年10月，13届国际计量大会决议使用新的时间计量基准：以在海平面上铯原子133Cs基态能级跃迁辐射的电磁波振荡9192631770周期所经历的过程长短为1秒。1972年1月1日世界时0时启用国际原子时，并追溯到1958年1月1日世界时0时。以原子为基准的时间称为原子时。原子时靠全世界100多台原子钟加以维持，经国际时间局统一进行数据处理，由各授时单位向全世界发布，称为国际原子时（TAI）。

由国际时间局主持的为全世界提供标准时间，包括标准频率的工作称为国际时间服务。国际时间局成立于1911年，开始由国际天文台联合会（IAU）主持，设在法国，由巴黎天文台台长担任当然的局长。1965年以后由国际天文学联合会、国际大地测量和地球物理联合会等五个国际机构联合指导。

空间科学研究，人造卫星和导弹的发射、跟踪和飞行控制，大容量数据通信，远距离无线电导航，精密大地测量，天文地球动力学研究等，都需要高精度的时间和标准频率，包括作为时间单位基准的国际原子时和以地球自转为依据的世界时。现在，世界时虽然已失去基准的作用，但它是对地球自转的真实描述，是研究地球自转理论的基本数据之一，仍具有很重要有意义。

原子时服务工作包括分散在世界各地的原子钟之间的相互比对，经综合处理获得标准国际原子时，用无线电手段以时号方式向全世界发播。世界时服务工作包括分散在世界各天文台用天文方法测时，按世界时的近似外推值通过无线电时号对外发播，然后再根据精确的测时结果对已发播的时号进行改正，改正数据一般延后二三个月在《授时公报》中刊布。世界时测时精度为0s.001水平。发播时号和标准频率所用的无线电波段从高频、甚低频，发展到所有可用的无线电频谱；传递信号的机构，从专门的授时台发展到远距离无线电导航、电视台、通信卫星、导航卫星及微波中继网等。

我国开展时间服务工作的单位有中国科学院上海天文台和陕西天文台，它们同时也是国际时间服务的成员单位。陕西天文台从1980年开始每天24小时向全世界发播时号，呼号为BPM和BPL。BPM为短波时号，频率5、10、15兆赫，精度1毫秒；BPL为长波时号，精度为1微秒（地波精度）和10微秒（天波精度）。

协调世界时：

原子时是刻度稳定的，与天体运行无关；世界时刻度不稳定，被人们称为“橡皮秒”，但它的时刻却对应于太阳在天空中的特定位置，它不仅同我们的日常生活密切相关，而且在地面定位、飞机和舰船导航及国防等方面有实际应用价值。两者都各有所长，具有实际的运用价值。

人类进入空间研究时代以来，世界时作为确定地球上的观测站在空间中位置的功能需求更为迫切。人造卫星和宇宙飞船的精密定轨，都需要精确知道测站的空间的位置。正是由于地球自转运动存在微小的变化，观测站在空间的位置必须用世界时来修正它。另外，要研究板块运动、断层位移等需要精确到几厘米的地壳运动要用极其遥远的天体来作参考。但是天空中的参考坐标还必须和地球在空间中的运动联系才能应用，在这里，同样要求用世界时给出地球在空间中的位置。所以，世界时虽早已退出时间计量的舞台，但是作为地面定位上的应用以及民用上的习惯，它的功能仍无法取代。

近代科学技术对于时间计量的要求，包括两个方面的内容：时刻和时间间隔。大地测量、天文导航和宇宙飞行器的跟踪、定位，需要知道以地球自转为依据的世界时时刻；而精密校频等物理学领域，则要求以原子时秒为基准的均匀时间间隔。

考虑到世界时和国际原子时各有所长，天文学家研究出了一种将二者协调起来的方法，即秒长以原子时为基础，时刻尽量靠近世界时，“地球钟”不好拨，就拨原子钟，使它向地球钟靠近。国际天文学联合会和国际无线电咨询委员会决定采用一种协调原子时秒长与世界时时刻的时间计量系统，称为协调世界时（Coordinated Universal Time），代号UTC。1975年第15届国际计量大会通过决议予以确认，由大多数国家的授时单位向全世界发播。我国广播、电视和电信系统使用的标准时间就是UTC。

协调世界时UTC的秒小数是国际原子时TAI，它以原子振荡周期为基准，是均匀稳定的；秒及秒以上的时、分是世界时UT，它以地球自转周期为基准，是不均匀的，有时快有时慢。当TAI与UT之差接近1秒时，将整秒数加1秒或减1秒，以保持丨UTC-UT丨＜0s.9，这一措施称为跳秒，或闰秒。由于UTC与UT差数很小，需积累很长时间才会接近1秒之差，所以跳秒并不经常进行，两次跳秒之间不可能有小于半年的间隔。所以国际上规定，跳秒只选择在每年的12月31日或6月30日进行。具体程序为：

当地球钟走慢了，让UTC增加1秒（称为正跳秒或闰正秒），以迁就世界时：

23h59m59s→60s→0h0m0s

当地球钟走快了，让UTC减去1秒（称为负跳秒或闰负秒），经迁就世界时：

23h59m58s→0h0m0s

跳秒措施由国际时间局作出决定，提前通知各授时单位，全世界统一执行。每次跳秒都记录在时历史档案上。

协调世界时本质上是原子时，它的秒长与原子时秒长一致，时刻与原子时时刻有整秒数的差别，从时间历史档案累积的跳秒记录中可以补回这种差别，而得到严格准确的原子时计量序列。协调世界时的时分秒都和世界时一致，直接提供了精确到秒级的近似世界时时刻，当需要更精确的世界时序列时，可从国际时间局或各天文台提供的天文测时资料中获得。国际计理大会决议中说：“协调世界时是民用时间的基础，它的发播同时向用户提供标准频率、国际原子时和近似的世界时。”

用协调世界时记时，当发生跳秒时，日长或年长会增加或减少1秒。例如1995年12月31日夜，实施了一次正跳秒，在进入1996年1月1日世界时0时之前，全世界都多过了1秒。不过这时北京时间已是1月1日上午8时，对中国来说不是多在1995年，而是多在1996年。对西经度国家，1995年多了1秒，而对东经度国家1996年多了1秒。由于当初定义原子时秒的时候，定得稍短了点，再加上地球自转长期限减慢这两种原因，世界时不断落在原子时后面，累计的正跳比负跳多。原子秒比地球秒短，UTC从1958年到1998，由跳秒造成的原子时与世界时之差，累计已达30秒。UTC担任着协调两种时间的角色，用跳秒的办法使整秒以上的时刻迁就世界时，即采取停走一步的方式等着落在后面的世界时与之同行，但它的步履速度始终和原子时保持一致。

准确的原子时作为一种高精度的时间标准，不仅能满足现代物理和科学技术的需要，天文学家还通过它和世界时测量结果经较，发现了地球自转的精细变化，促进了对地球自转变化的深入研究。

时间同步：

使两个以上的时钟对于同一标准给出相同时间读数的工作就叫时间同步。通过电视传送时间是一种很简便的方法，当时间到59分或29分时，我们在电视屏幕上可以看到时分秒的信号，这是电视台给人们对钟用的。但这种对钟的准确度对于科学研究的高精度而言是达不到的。

卫星对钟是一种常用的对钟方法。如GPS，全世界都可以用它来对钟和定位。

搬钟是一种古老的对钟手段。1843年，俄国天文学家斯特鲁维组织了一次大规模的搬运钟实验，实测了俄国普尔科沃到德国亚尔多那（汉堡附近）和英国格林尼治间的经度差。当时搬运的是81个机械结构的天文钟，搬运工具是马车和轮船，前后历时两年，搬钟的精度为±40毫秒（1毫秒为千分之一秒）。现在搬钟使用的都是原子钟，运载工具近距离用汽车、火车，远距离用飞机。飞机搬运钟进行时间同步的精度已达到微秒（1微秒为百万分之一秒），甚至纳秒（1纳秒为十亿分之一秒）量级。1967年，美国海军天文台在18个国家56个实验室、天文台、授时台之间进行了为时41天的大规模搬运钟试验，行程十万多公里，时间同步精度为几个微秒。从那时起，搬运钟已成为远距离、高精度时间同步、频率校准普遍使用的手段。美国海军天文台每年都要在全世界进行几十次搬钟。1978年秋，我国陕西天文台成功地组织了一次大规模的飞机搬运铷原子钟试验，遍及陕西、宁夏、山西、甘肃、湖北、四川、贵州七省、区，行程二万四千多公里，搬运钟时间同步的精度达±0.1微秒。

利用搬运钟进行时间同步的精度高，可信度大，因此，精密大地测量、导航定位、空间技术、地球板块运动的精确测量、高比特数字通讯、相对论效应的验证，以及检验长波、短波、微波、电视、卫星、长基线等时间同步手段都用得上搬运钟同步技术。随着搬运钟性能的改善，运载工具、比对手段和环境监测手段的改进，以及选择最佳实验程序和数据分析处理方法，搬运钟同步的精度还可望得到提高。

搬运钟同步技术有许多优越之处，但它也有不足之处，比如它只能在点与点之间进行，覆盖面积小，因此必须与长波、电视、卫星等其他时间同步手段配合起来，才能有效地在大范围内实现高精度的时间同步。

天上有些星星能发出很强的无线电波，被称为射电星，用射电望远镜可以收到它们的无线电波。射电星发出的无线电波本身不是标准时间信号，但有些射电星的位置已经被测得很准，如果地球上两个地方的位置也测量得很准，又能同时收到射电星的信号，那就能利用这些信号进行对钟，能准确到十亿分之一秒，甚至百亿分之三秒，而且两个对钟的地方可相距几千公里。这种对钟方法称为甚长线对钟法，是最准确的一种。

【 在 zuigao 的大作中提到: 】
: 那你认为的国际原子时，是啥呢？
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FROM 218.26.54.*

哈哈，你都不仔细就提问，不说了

【 在 zuigao 的大作中提到: 】
: 既然你说了世界上有那么多原子钟，你选择哪一个加入你的理论呢？
: 如果选择某一个，为什么呢
: 否则是不是随便选一个原子钟加入你的理论？
: ...................
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FROM 218.26.54.*

【 在 wdek 的大作中提到: 】
: 那光速c的基础不是国际原子时？

科学界研究发现，“时间不存在”，你能接受吗？
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FROM 114.247.188.*