Chapitre 10: Échelle de temps Flashcards
Capsule classe 19:00
Capsule classe 19:00
Dans le temps actuel la mesure du temps à abouti ç quoi?
Il y a eu plusieurs échelle de mesure de temps
par exemple l’échelle solaire.
l’horloge atomique sans lequel plusieurs des principes de géodésie ne fonctionnerai pas (dont la mesure de la pesanteur par le gravimètre et autres dispositifs)
C’est quoi un temps solaire vrai?
23:00
Déduit de la position de la Terre par rapport au soleil.
Principe: Tige métallique dans la direction de l’axe de rotation de la Terre sur laquelle le soleil produit une ombre.
Dans le cadrant solaire, 24h correspond à une rotation complète de la Terre autour de son axe. mais avec quel temps de référence?
Le point de référence va être midi, mais quand le soleil est dans le méridien local il est 12h (midi), delta_T plus tard lorsqu’il repasse à nouveau sur le méridien local, c’est 24h.
Problème, la position de la Terre par rapport au soleil n’est pas toujours la même, elle change dans le temps puisque la Terre tourne autour du soleil, on dénote l’angle Épsilone.
Épsilone fait un tour au complet en une année.
Rotation de la Terre autour de son axe par rapport au soleil (étoile pas quelconque, le soleil)
il y a une rotation supplémentaire, soit une révolution autour du soleil.
**Si à minuit on a une direction vernale, une journée plus tard cette direction à légèrement changé POUR LE TEMPS SOLAIRE. **
Temps sidéral:
24:00
Direction vernale: Axe X choisi et défini par le croisement des plans écliptical (plan droit) et plan équatorial (incliné)
Avec le temps sidéral on tente de ne pas prendre en compte la variation de direction DE RÉFÉRENCE de la Terre par rapport au soleil (On néglige Épsilone).
On choisit une direction de référence qui ne bouge pas, Les étoiles (étoile quelconque), direction de référence par rapport aux étoiles, la direction vernale.
Rotation de la Terre autour de son axe par rapport à une direction vernale (par exemple midi). celle-ci ne change pas.
temps sidéral est défini par une position angulaire de la Terre par rapport à la direction vernale. La direction vernale est fixe par rapport aux étoiles (au moins en première approximation). Le temps sidéral de Greenwich, qui est la référence, est l’angle dans le plan équatorial entre la direction vernale et le méridien
de Greenwich.
Différence entre le deux? (temps solaire et temps sidéral)
Temps solaire:
- Se défini la rotation du soleil par rapport au soleil. Tenir en compte l’angle Épsilone qui fait un tour au complet après 1 année au complet.
- Si on se fie à la direction vernale, celle-ci change d’une journée à l’autre
- Un angle qui faut tenir en compte de plus que le temps sidéral est la révolution de la Terre autour du soleil.
Temps Sidéral:
- Direction de référence de la Terre par rapport à une étoile quelconque, la direction vernale.
- On ne prend pas en compte le changement de direction de la terre par rapport au soleil (dans l’espace où la Terre se situe par rapport au soleil)
Problème avec temps solaire Vrai
Problème:
Pas d’échelle uniforme, autrement dit, la durée du jour varie.
2 Raisona:
1- l’orbite de la Terre autour du soleil n’est pas circulaire, mais elliptique, donc variation de la vitesse de rotation de la Terre AUTOUR du soleil varie(Périel plus rapide apoel moins rapide)
2- obliquité de l’axe de rotation de la Terre par rapport au plan écliptical (plan droit)
Conséquence: Échelle de temps PAS uniforme.
Solution: uniformer cette échelle avec un soleil fictif
Soleil fictif
1- Orbite circulaire
2- Obliquité
But: enlever variation de durée du jour dans l’échelle du temps solaire vrai
1883 adoption UT (temps universel)
idée originale
ingénieur canadien!!
pour horaire des trains.
Basé sur le temps sidéral, parce que ça donne des observations plus précises que les observations basées sur le soleil.
Rattachement au méridiens de Greenwich qui est le méridiens à longitude zero.
Création des fuseaux horaires à partir de Greenwich, définir temps de référence Greenwich et décaler de 1h pour chaque fuseau horaire (idée générale).
Problème avec temps solaire et concept de fuseau horaire. (30:00)
Dépend de la longitude.
donc définir des zones où le temps est “constant”, mais lorsqu’on change de zone on change de 1h.
Ligne de changement de date
fuseau horaire -12 et +12 qui viennent de rejoindre (qui n’est pas droite), la sibérie sont les premiers à feter le nouvel an et alaska presque 1 jour plus tard.
Pour el canada 6 heures différents par rapport à Greenwich
à cause de fuseau et saisons.
Pour réaliser un temps uniforme il faut un mécanisme répétitif qui est uniforme.
(33:00)
ex: pendule, mécanisme pour mesurer le temps.
lors de l’évolution de la mesure du temps:
1- rotation de la Terre autour de son axe pour milieu 20e siècle (HORLOGE CÉLESTE). Dérivation d’une position angulaire en temps.
2- changement avec arrivée avec l’horloge atomique (peut détecter variation dans vitesse de rotation de la Terre.)
Horloge atomique
- 5
34: 00
- Réseau établi avec beaucoup d’horloges atomiques.
- Synchronisation avec satellites et GPS (peut aussi servir comme système de transfert de temps)
- GNSS en principe c’est promener une horloge atomique sur satellite qui peut lire données (vulgarisation)
- Précison 1x10^-14 donc incertitude de 1 secondes dans période de 1.5millions d’années.
Relativisme
écoulement du temps plus lent ou plus vite selon la vitesse à laquelle on se déplace.
donc besoin de se rattacher (trouver son origine),
pour se faire TCB
TCB : Temps de Coordonnées Barycentriques:
rattaché au barycentre du système solaire, donc origine du centre des masses du système solaire (soleil représentant 98% de la masse du système solaire)
qui est très proche du hélio centre (centre de la masse du soleil)
position des planètes dans le système solaire. on peut pas placer horloge
TCG: Temps de Coordonnées géocentriques
38:00
Échelle de temps rattaché au centre de la Terre. On ne peut pas placer horloge
Passage au TCG avec TT équation 10.2
selon TTo (référence époque) il y aura une différence de quelques seconde entre époque à laquelle To et maintenant au centre de la Terre.
TT: Temps terrestre
Échelle de temps rattaché au géoïde SEUL CELUI-CI EST RÉALISABLE
problème avec satellite connecté à horloge atomique de GPS
si satellite es déplace à une vitesse de 4km/secondes, si on cherche à synchroniser avec horloge de satellite avec horloge GPS il y aura un effet relativisme.
Comment enlever effet relativisme, avancer le temps lorsqu’ils sont sur satellite avec temps de croisière constante.
Conséquence de l’horloge atomique
10.5 (43:00)
Les réalisations plus ou moins récentes se font encore par rapport au temps sidéral qui est le passage d’angle angulaire au temps (dérivations).
Maintenant le calcul du temps se faire avec les horloges atomiques.
UT1: lien avec position angulaire de la Terre (AVANTAGE)
par rapport à la position du soleil moyen (temps sidéral converti en temps solaire). on y retrouve des irrégularité observable avec le VLBI du à vitesse variable de rotation de la Terre.
10.6
Échelle de temps universel coordonnée UTC
On a 2 possibilités
1- réseau avec horloges atomiques qui donne un temps uniforme, durée de chaque seconde est identique (plus uniforme possible en ce moment.). Ici les secondes ne vont jamais varier
2- UT1 influencé par les irrégularités de la rotation de la Terre autour du soleil. Rattaché à la position angulaire du soleil ce qui à long terme garanti que à midi à Greenwich ca va tjrs être 12h. (avantage UT1)
Lequel on choisi pour un temps officiel?
Solution: Hybride entre les deux.
garder uniformité du temps atomique
et garder échelle de temps proche de UT1.
Comment faire hybride?
On prend temps atomique et on regarde de combien il s’éloigne du UT1, s’ils s’éloignent de plus de 1 seconde on corrige le UTC de 1 seconde.
On corrige à deux endroits, qui sont:
31 décembre à minuit (ajouter ou retrancher)
30 juin à minuit (ajouter ou retrancher)
les secondes intercalés.
mi année et fin année.
UTC avec ces changements reste proche de UT1
et temps qui s’écoule uniformément selon temps atomique.
donc temps atomique avec décalage
Des personnes contestent cette approches
mais avec fuseau horaire qui peut donner un approximé de 30 mins à 1h de midi (par exemple Chine avec un seul fuseau horaire de Pekin pour le pays au complet), est-ce que ça vaut la peine de trouver une autre approche?.
Question prof
Les horloges atomiques sont-elles toujours placé au niveau moyen de la Terre?
la où géoïde =0 et niveau moyen de la mer coïncide pour établir réseau. Puisque TT est l’échelle du temps sur le géoïde.
- 7 Calendrier
55: 00
C’est quoi?
Cycle en jour qui se répète, se rattache à un phénomène observable astronomiquement.
Distinction entre année sidérale et année tropique:
Année tropique: utilisée pour la définition de calendrier solaire
année sidérale: la vraie durée de la révolution de la Terre autour du soleil en se référant aux étoiles (dans un système inertielle, une référence qui ne bouge pas)
calendrier Julien
calendrier de Jules César, 365 jours avec 1 jour de plus à chaque 4 ans, année bissextile.
Précession?
Axe de rotation de la terre qui ne pointe pas toujours dans la même direction.
La durée de l’année en jour n’est pas un nombre entier
100:02
Si 365 jours…en 4 ans on est 1 jours en retard
en 40 ans 10 jours etc etc.
donc 365.25 est la moyenne (mais on est à coté), cette erreur la s’accumule, impact le début du printemps dans le calendrier.
important pour détermination du dimanche de Pâques.
réforme de calendrier de Pâques par pape Gregoir
calendrier grégorien (1572).
donc année bissextile à l’exception des années de siècles. (figure 10.9)
avec calendrier solaire
Assurer que la durée moyenne des années soit correct la dedans.
De nos jours calendrier grégorien.
les fêtes religieuses sont souvent par rapport au calendrier lunaire.
mais pour certains pays qui n’ont pas adopté le calendrier gregorien imposé par le pape (église russe et grecque) leur Pâques catholique ou orthodoxe n’est pas au même moment que nos Pâques à nous.
premier dimanche après première pleine lune qui suit le 21 mars (après équinox du printemps) mais première pleine lune selon méthonien, donc erreur.
le jour Julien (rien avoir avec calendrier Julien) et jour Julien modifié 126:00
minute 132:00 pour fonctionnement
10.8
équation 10.4
obtention du jours modifié de Julien selon la date à l’aide du tableau.
la tableau nous donne le jour julien partir du 31 décembre, donc il faut ajouter les jours correspondant au moins avec tableau JAM.
Utilité du jours julien modifié
il comprend année, mois, jours, secondes c’est un format donc il peut utiliser n’importe quel échelle et diviser par 24 pour le nombre d’heure dans une journée.
façon définitive de calcul combien de jours nous avons été en vie
jours julien modifié. il est unformat indépendant du calendrier utilisé.
10.9
Relation entre temps universel et temps sidéral moyen de Greenwich.
1h34,52
1h40
le rapport entre les deux est, un facteur donc pas d’unités
a: 365.24219+1/365.24219, soit le rapport d’une seconde sidérale par rapport à une seconde solaire.
soit une année tropique qui correspond à 365.24219 jours solaires.
obtention du temps sidéral moyen de greenwich
10.6, 10.7
l’équation comporte un Delta_T sidéral qui peut petre affecté de a (rapport sidéral en fonction de temps solaire)
Conversion du Delta_T_solaire en nombre de jours
on divise cette équation en 2, soit le nombre de jours julien fois 24 pour le nombre de jours et le temps en UT à partir de minuit.
lors de la programmation il faut prendre que les jours entiers, les chiffres après la virgule correspond au heures, qui vont faire partie de la partie UT.
But du temps moyen sidéral?
Pour mesurer des observations sur Greenwich (qui est selon temps solaire) avec la précision sidérale.
NJ se trouve avec MJD
en fonction de nombre julien modifié.
Le temps sidéral moyen de Greenwich c’est:
Ici c’est le UT1 qui intervient
l’angle entre direction vernale et le méridien de Greenwich qui est aussi la direction vernale moyenne qui est entrain de bouger à cause de la mutation.??
Pourquoi ce n’est pas le UTC qui intervient dans le temps sidéral moyen de Greenwich?
UT1 l’échelle de temps est le dérivée du temps sidéral moyen de greenwich.
Bien que l’équation (10.11) exprime le temps sidéral en fonction du temps universel,
elle correspond foncièrement à une définition de l’UT1 en fonction du temps sidéral
qui est l’angle observable astronomiquement.
