Escalas de tempo

Em Astronomia, são utilizadas principalmente dois tipos de escalas: as obtidas a partir de relógios muito precisos, e aquelas que são baseadas na orientação da Terra. Vamos explicar por que as duas classes são necessárias e como tentar combiná-las.

As comparações entre centenas de relógios atômicos permite a obtenção de uma escala de tempo muito uniforme: o Tempo Atômico Internacional (TAI), com base no segundo do Sistema Internacional de Unidades (SI). Em astronomia, por razões de continuidade com as escalas anteriores, é usado o Tempo Terrestre (TT) em vez do TAI. O TT difere em uma quantidade fixa (32,184 segundos) do TAI, mas também tem base no segundo SI, assim possamos obter um ou outro por simples adição ou subtração. Todas as escalas de tempo obtido a partir de relógios precisos se baseiam conceitualmente no tempo próprio terrestre da Relatividade Geral, e pode ser relacionado com as coordenadas temporais dos modelos físicos do Sistema Solar ou da Galáxia. Isto é, o TT/TAI está relacionado ao tempo das equações da Física.

Além disso, nas atividades cotidianas são tradicionalmente usadas escalas de tempo baseadas na rotação da Terra. Conceitos como o meio-dia ou meia-noite estão ligados, obviamente, com a orientação da Terra ao Sol. Atualmente, são usada uma família de escalas de tempo chamada Tempo Universal (UT), que substitui o antigo Greenwich Mean Time (GMT). O UT é definido pelo movimento médio aparente do Sol (que é o resultado da rotação da Terra, combinada com o movimento da Terra em torno do Sol). Dependendo de como definimos esta média, existem várias versões do UT (como UT₀, o UT₁ ou UTC), mas se você não precisa de uma exatidão melhor que 1 segundo pode falar simplesmente de "UT". Embora que as escalas como o TAI são obtidas a partir de relógios atômicos, o UT é determinado a partir de observações astronômicas e geodésicas.

Devido que a rotação do nosso planeta é irregular (a Terra não é um relógio), o Tempo Universal se desloca em relação ao TT e TAI. Essa deriva é motivada por vários fatores, incluindo as marés. Neste momento, a diferença entre o TT eo UT é um pouco mais de um minuto. Para conciliar nossos horários naturais (UT) com as escalas de tempo altamente uniformes como o TAI, vamos definir uma variante de UT chamada Tempo Universal Coordenado (UTC), com base (como o TAI) no segundo do SI, mas definido de uma maneira que não pode diferir do UT₁ em mais de 0,9 segundos. Para conseguir isso, são introduzidas correções de um segundo no UTC quando as observações o justificam. Por exemplo, essas correções foram introduzidas em dezembro de 2005 e dezembro de 2009.

Os horários legais dos distintos países são baseados no UTC. Através da aplicação do fuso horário adequado, se tivermos um tempo expresso em UTC, podemos obter imediatamente o tempo legal correspondente.

Por que não usar sempre o UT/UTC nas efemérides astronômicas, em vez de TT? A diferença entre UT/UTC e TT/TAI não pode ser prevista com precisão, e menos na evolução a longo prazo. Quando não é necessária alta precisão, as efemérides relativas aos tempos modernos geralmente utilizam o UT para dar os horários, porém para o futuro ou no passado (com exceção dos últimos séculos) é conveniente usar o TT, pois não podemos saber a diferença UT-TT com precisão suficiente, e quantos mais séculos nos afastamos, mais incerteza haverá.