Internationale atoomtijd, universele tijd: wat is het?

UTC-tijd, Internationale Atoomtijd of Universele Tijd: weet u niet wat het verschil is? Geen zorgen, we zullen u uitleggen wat de rol en kenmerken van elk zijn.

UTC-tijd, atoomtijd en universele tijd

UTC-tijd is de wereldwijde referentietijd en staat voor "gecoördineerde universele tijd". Het is dus een tijdschaal die onder andere wordt bepaald door zo'n 500 atoomklokken die verspreid zijn over 70 laboratoria over de hele wereld. De UTC-tijd werd in 1972 ingevoerd om de internationale burgerlijke tijd op een uniforme manier te definiëren. De UTC-tijd verving in 1982 de tijd die werd bepaald door de meridiaan van Greenwich, maar de UTC + 0-tijd komt nog steeds overeen met de tijd in de tijdzone van Greenwich. De tijd binnen elke tijdzone wordt dus bepaald ten opzichte van de UTC-tijd. De UTC-tijd is in feite een uitgekiende combinatie van de Internationale Atoomtijd (TAI) en de Universele Tijd (UT).

UTC biedt dezelfde stabiliteit en nauwkeurigheid als AET, op een geheel aantal seconden na, waardoor het dicht in de buurt van UT komt. Het verschil is vastgesteld op minder dan 0,9 seconde. Om dit fragiele evenwicht te behouden, wordt aan het einde van juni of december een volledige atoomseconde, ook wel schrikkelseconde genoemd, aan UTC toegevoegd of ervan afgetrokken. Vóór de invoering van de UTC werd de GMT of "Greenwich Mean Time" gebruikt, de gemiddelde zonnetijd op de nulmeridiaan. Deze meridiaan loopt door het Koninklijk Observatorium van Greenwich bij Londen.

Internationale Atoomtijd

De internationale atoomtijd is een tijdschaal die is gebaseerd op de duur van een seconde. In 1967 werd tijdens de 13e Algemene Conferentie voor Maten en Gewichten vastgesteld dat een seconde „gelijk is aan de duur van 9 192 631 770 perioden van de straling die overeenkomt met de overgang tussen de twee hyperfijnniveaus van de grondtoestand van het cesium-133-atoom“. Eenvoudiger gezegd: een cesium-133-atoom ontvangt een frequentie van 9 192 631 770 Hz, waardoor het van energietoestand kan veranderen. De tijd die verstrijkt tussen de energietoestand F3 en F4 van het cesium-133-atoom is precies één seconde. Het voordeel van de atoomklok is dat deze uitzonderlijk nauwkeurig is: hij wijkt minder dan één seconde af per 30 miljoen jaar. Onderzoekers hebben zelfs een strontiumatoomklok ontwikkeld die een afwijking van minder dan één seconde per 15 miljard jaar vertoont! Een atoomklok werkt op basis van de frequentie van de elektromagnetische straling die door een elektron wordt uitgezonden wanneer het van het ene energieniveau naar het andere overgaat. De atoomklok garandeert de nauwkeurigheid en stabiliteit van het signaal dat ze produceert. De atoomklok definieert een tijdstandaard, de zogenaamde seconde. De TAI wordt berekend door het Internationaal Bureau voor Maten en . Gewichten. Deze komt overeen met het gemiddelde van 500 atoomklokken verspreid over de hele wereld. De TAI wordt echter niet als zodanig gebruikt, omdat deze geen rekening houdt met de rotatietijd van de aarde in een dag.

De rol van de universele tijd bij de definitie van de UTC-tijd?

De universele tijd of UT is een verbeterde versie van de gemiddelde tijd van Greenwich.De TU is ook een tijdmaat, maar het is geen atomaire maat, maar een maat die verband houdt met de rotatie van de aarde om haar eigen as (die in 24 uur plaatsvindt). Het probleem is dat de rotatie van de aarde niet erg regelmatig is; het kan zijn dat deze vertraagt onder invloed van getijden, aardbevingen of andere interne verstoringen van de aarde (ook al is deze vertraging verwaarloosbaar). De UTC-tijd is een combinatie van deze twee tijden, zodat de zon om 12.00 uur UTC op de meridiaan van Greenwich staat, met een afwijking van maximaal 0,9 seconden. De seconde van de UTC-tijd is dezelfde als die welke door de TAI wordt gegeven. Alleen om de UTC-tijd te vinden, worden hele seconden afgetrokken van of toegevoegd aan de TAI, zodat het verschil tussen de TAI en de TU kleiner is dan 0,9 s.