Всемирное координированное время

Всеми́рное координи́рованное вре́мя (англ. Coordinated Universal Time, фр. temps universel coordonné; UTC) — стандарт, по которому общество регулирует часы и время. Отличается на целое количество секунд от атомного времени и на дробное количество секунд от всемирного времени UT1.

UTC было введено в 1972 годуМеждународным бюро мер и весов (BIPM) в результате необходимости создания единого стандарта времени для международных коммуникаций и навигации.

UTC является основой для определения часовых поясов и времени в различных регионах мира. Большинство стран используют UTC в качестве стандарта для своих национальных часовых поясов.

Каждую секунду UTC синхронизируется с атомными часами, которые основаны на колебаниях атомов цезия. Это позволяет сохранять высокую точность и стабильность времени.

UTC также используется в научных и технических областях, таких как астрономия, геодезия, навигация и телекоммуникации.

Аббревиатура UTC не имеет конкретной расшифровки. Когда в 1970 году требовалось создать не зависящее от языка сокращение, Международный союз электросвязи счёл, что английское^[1]CUT — Coordinated Universal Time или французское TUC — Temps Universel Coordonné не подходят на эту роль. Поэтому был предложен нейтральный вариант — UTC^[1].

Так как между UTC и UT1 разница не превышает 0,9 с^[2], если не требуется высокая точность, может использоваться более общее понятие — всемирное время (UT). В повседневной жизни, когда дробная часть секунд не важна, среднее время по Гринвичу (GMT) может рассматриваться как эквивалент UTC или UT1. В противном случае, когда разница между UTC и UT1 существенна, использования термина среднее время по Гринвичу избегают.

Всемирное время UT является современной версией GMT, то есть среднего солнечного времени на Гринвичском меридиане. Из-за неравномерности вращения Земли Гринвичский меридиан вращается также неравномерно. Кроме того, в результате непрерывного перемещения оси вращения в теле самой Земли географические полюса смещаются по поверхности Земли, а вместе с ними изменяют своё положение и плоскости истинных меридианов. Из-за этих факторов различают следующие системы измерения времени:

• UT0 — время на мгновенном гринвичском меридиане, определённое по мгновенному положению полюсов Земли. Это время, непосредственно получаемое из астрономических наблюдений суточных движений звёзд;
• UT1 — время на среднем гринвичском меридиане, учитывающее движение земных полюсов (по сути, современная версия среднего времени по Гринвичу):

UT1 = UT0 + Δλ,

где Δλ — поправка, зависящая от координат мгновенного полюса, отсчитываемых относительно общепринятого среднего полюса;

• UT2 — время, исправленное на сезонную неравномерность вращения Земли ΔT_s:

UT2 = UT1 + ΔT_s.

Шкала наблюдаемого всемирного времени UT1, из-за её неравномерности, неудобна для использования в гражданской жизни. Поэтому с 1964 года ввели равномерно-переменную шкалу времени UTC — всемирного координированного времени, связывающую шкалу UT1 и шкалу строго равномерного Международного атомного времени (TAI). Масштабы UTC и TAI равны, а нульпункт меняется скачком. Между UTC и UT1 накапливается расхождение, обусловленное, во-первых, неравномерностью шкалы UT1, а во-вторых, неравенством масштабов UT1 и TAI (1 атомная секунда не равна в точности 1 секунде UT1). При нарастании расхождения между UTC и UT1 до 0,9 с производится корректировка скачком на 1 с.

Дополнительная секунда при необходимости добавлялась 30 июня или 31 декабря после 23:59:59. Теоретически может потребоваться и вычитание секунды, но пока, начиная с первого изменения — 30 июня 1972 года, были только вставки дополнительной секунды. Добавлению секунды соответствует отображение текущего времени 23:59:60. Добавление секунды определяется Международной службой вращения Земли (IERS), согласно их наблюдению за вращением планеты. В 2022 году принято решение отказаться от дополнительных секунд, потому что 1) в будущем их придётся добавлять всё чаще, так как вращение Земли ускоренно замедляется, 2) разработчики программного обеспечения по всему миру так и не смогли решить проблему со сбоями программных систем в момент дополнительной секунды.

Сигналы точного времени передаются по радио, телевидению и через Интернет в системе UTC.

Разница между всемирным временем и всемирным координированным временем DUT1 = UT1 − UTC постоянно отслеживается и ежедневно публикуется^[3] на сайте IERS на основании данных Бюллетеня А (Bulletin — A).

Часовые пояса по всему миру выражаются с использованием положительных или отрицательных смещений по UTC. Самый западный часовой пояс использует UTC−12, отставая на 12 часов, а самый восточный часовой пояс использует UTC+14, опережая UTC на четырнадцать часов. В 1995 году островное государство Кирибати перенесло свои атоллы на Лайнских островах с UTC−10 на UTC+14, чтобы в календарях всех островов Кирибати был один и тот же день.

UTC используется во многих стандартах Интернета. Протокол сетевого времени (NTP), предназначенный для синхронизации часов компьютеров через Интернет, передаёт информацию о времени от системы UTC^[4]. Если требуется точность только в миллисекундах, клиенты могут получить текущее UTC с нескольких официальных интернет-серверов UTC. Для точности до микросекунд клиенты могут получать время от спутников.

UTC также является стандартом времени, используемым в авиации^[5], например, для планов полёта и управления воздушным движением. Прогнозы погоды и карты используют UTC, чтобы избежать путаницы с часовыми поясами и переходом на летнее время. Международная космическая станция использует UTC в качестве эталона времени.

Скорость вращения Земли медленно снижается из-за приливного замедления — это увеличивает продолжительность средних солнечных суток (ПСС). Длительность секунды в системе СИ была определена на основе секунды эфемеридного времени^[6][7] и связана со средними солнечными сутками в 1750—1892 годах, которые проанализировал Саймон Ньюком. Секунда в системе СИ оказалась близка к ⁠1/86400⁠ ПСС примерно в середине XIX века^[8]:87. До этого ПСС была меньше 86 400 секунд, а после — больше 86 400 секунд. Ближе к концу XX века ПСС составляла примерно 86 400,0013 с^[8]:54.

Таким образом, ПСС к концу XX века была на 1,3 мс больше номинального значения, а UTC опережало UT на 1,3 мс в сутки, то есть примерно на одну секунду каждые 800 дней. Примерно с этим интервалом вводились дополнительные секунды, замедляющие UTC, чтобы поддерживать его синхронизацию в долгосрочной перспективе^[8]:230.

На графике разницы DUT1 превышение ПСС над номинальным значением 86 400 с соответствует нисходящим отрезкам графика между вертикальными отрезками (разрывами). Вертикальное положение на графике соответствует накоплению разницы DUT1 с течением времени, а разрывы соответствуют дополнительным секундам — они отсчитываются таким образом, чтобы DUT1 оставалась в заданном вертикальном диапазоне. Таким образом, частота дополнительных секунд соответствует наклону нисходящих отрезков графика и, следовательно, превышению ПСС. Участки графика, когда наклон меняет направление (наклон вверх) соответствуют ПСС меньше 86 400 с.

В 2022 году Генеральная конференция по мерам и весам (ГКВМ) приняла резолюцию о пересмотре UTC и отмене дополнительных секунд, но сохранении гражданской секунды постоянной и равной секунде в системе СИ, поэтому солнечные часы будут постепенно все больше и больше расходиться с гражданским временем. Дополнительные секунды будут отменены к 2035 году. Резолюция не разрывает связь между UTC и UT1, но увеличивает максимально допустимую разницу — подробности, какой она будет и как будут вноситься поправки, оставлены для будущих обсуждений^[9]. Это приведёт к смещению движения Солнца относительно гражданского времени, причём разница будет увеличиваться пропорционально квадрату прошедших веков (похожим является смещение сезонов относительно годового календаря из-за несовпадения продолжительностей календарного и тропического года). Это будет изменение в гражданском хронометраже, а эффект будет медленным вначале, но станет резким в течение несколько веков. UTC (и TAI) будут всё больше опережать UT — они будут совпадать с местным средним временем на меридиане, который всё быстрее и быстрее смещается на восток^[10]. Таким образом, система времени потеряет свою фиксированную связь с географическими координатами, основанными на опорном меридиане. Разница между UTC и UT достигнет 0,5 часа после 2600 года и 6,5 часа примерно в 4600 году^[11].

Всемирная конференция радиосвязи МСЭ, проходившая в Дубае (Объединённые Арабские Эмираты) с 20 ноября по 15 декабря 2023 года, официально признала резолюцию^[12] ГКВМ (2022), в которой говорится, что максимальное значение разницы (UT1 − UTC) будет увеличено в 2035 году или ранее^[13].

• Время спутниковых навигационных систем
• Динамическое время
• Единицы измерения времени
• Земное время

• Markowitz, Wm. Comparisons of ET (Solar), ET (Lunar), UT and TDT // The Earth's Rotation and Reference Frames for Geodesy and Geophysics: Proceedings of the 128th Symposium of the International Astronomical Union, held in Coolfont, West Virginia, U.S.A., 20–24 October 1986. — Dordrecht : Kluwer Academic Publishers, 1988. — Vol. 128. — P. 413–418. — ISBN 978-90-277-2657-5.

• Current UTC Time
• How NTP Works . NTP: The Network Time Protocol (28 июля 2011).
• Aviation Time . AOPA's Path to Aviation. Aircraft Owners and Pilots Association (2006). Дата обращения: 17 июля 2011. Архивировано из оригинала 27 ноября 2006 года.
• National Institute of Standards and Technology.Frequently asked questions (FAQ)  (19 марта 2012).
• Time Service Dept.Leap Seconds . United States Naval Observatory (2016). Дата обращения: 4 июня 2017. Архивировано из оригинала 27 мая 2012 года.
• Date and Time Formats (англ.). W3C (27 августа 1998). — Заметка Reuters, Limited о форматах даты и времени, опубликованная W3C. Архивировано 23 августа 2011 года.
• G. Klyne, C. Newman.RFC 3339. Date and Time on the Internet: Timestamps (англ.). IETF (июль 2002). — предложенный стандарт RFC 3339. Дата обращения: 31 октября 2007. Архивировано 23 августа 2011 года.