Az egyezményes koordinált világidő vagy röviden koordinált világidő (angolul: Coordinated Universal Time; franciául: Temps universel coordonné; rövidítése: UTC) az a hivatkozási időzóna, amelyhez a Föld többi időzónáját viszonyítjuk. Az UTC a greenwichi középidőt (GMT) váltotta 1961-ben, de máig mindkét jelölést használják, noha a két fogalom nem azonos. Az UTC használata ajánlott, a GMT mint fogalom elavultnak számít.
Az egyezményes koordinált világidő a nagy pontossággal, a világ 50 különböző laborjában egyenletesen mért nemzetközi atomidőből (International Atomic Time, TAI) származik. Az UTC csupán annyival tér el a TAI-tól, hogy a Föld lassuló és nem egyenletes forgása miatt az eltérés kiküszöbölése céljából egy-másfél évente egy szökőmásodpercet adnak hozzá. Ez lehetővé teszi, hogy az UTC 1 másodpercnél kisebb eltéréssel kövesse a Föld forgásából kiszámolt egyezményes világidőt (UT). Tudományos értelemben az UTC nem tekinthető időskálának, mivel a szökőmásodpercek miatt nem egyenletesen telik, rendszertelen időpontokban bekövetkező „ugrásokat” tartalmaz.
A Föld időzónáit az UTC-hez viszonyítva állapítják meg és mivel a greenwichi középidőt váltotta, az az időzóna maradt a viszonyítási pont. Az attól keletre eső időzónák pozitív, míg a nyugatra találhatók negatív értékű órával térnek el (vannak nem egész órával eltérő időzónák is).
Magyarország télen az UTC+1-es, nyáron pedig UTC+2-es időt használja.
A lap megnyitásakor az UTC szerinti idő óra perc volt.
Az „UTC” rövidítés eredete A Nemzetközi Távközlési Egyesület (International Telecommunication Union, ITU) szándéka az volt, hogy az egyezményes koordinált világidőnek egyetlen rövidítése legyen az egész világon. Az ITU angol és francia anyanyelvű résztvevői nem tudtak egyezségre jutni a rövidítést illetően. Angolul „CUT” lett volna a „coordinated universal time” rövidítése, míg franciául „TUC” a „temps universel coordonné” rövidítése. Végül kompromisszumos megoldásként fogadták el az „UTC” jelölést (universal time coordinated, universel temps coordonné).
Az „UTC” javaslatnak az az előnye is megvolt, hogy jól illeszkedik a korábban kidolgozott és használt egyezményes világidő rövidítéseihez, nevezetesen: „UT0”, „UT1”, „UT1R” már léteztek, így a „C” betű mint utótag ezekhez hasonlóan szerepel.
Az „UTC” rövidítést időnként hibásan „Universal Time Code”-nak oldják fel. (példa az Universal Time Code használatra)
Működése
Mint időskála, az UTC az időt napokra, a napokat órákra, percekre és másodpercekre bontja fel. Minden nap 24 órából áll, és minden óra 60 percből, de az 1 percen belüli másodpercek száma változó lehet. Időnként a nap utolsó perce 59, 60 vagy 61 másodpercből áll. Ezeket szökőmásodpercnek nevezzük. A napokat hagyományosan a Gergely-naptár szerint azonosítjuk, azonban a csillagászatban a számításokhoz a Julián-dátumot használják, mert a szökőmásodpercek miatt az UTC nem folytonos, és ez a számításokat nehezen kivitelezhetővé tenné.
Az UTC-t a Nemzetközi Atomidőből származtatják (nemzetközi atomidő, International Atomic Time, TAI), amely időskála a proper time időt követi a Föld felszínén és amelynek nincs kapcsolódási pontja a Föld forgási sebességével. Bármely adott pillanatban az UTC a TAI-ból lineáris összefüggéssel származtatható. Az UTC 1961-es kezdete után az UTC a TAI-tól eltérő ütemben járt, azonban 1972-től kezdve az UTC ugyanolyan ütemben jár, mint a TAI. Annak érdekében, hogy az UTC közel maradjon az UT1-hez, időnként szökőmásodpercet iktatnak be, mely mindig egy megadott hónap végén történik meg. 1972 előtt hasonló okból az UTC frekvenciáját változtatták.
Az International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) nevű szervezet foglalkozik azzal, hogy nyomon követi és nyilvánosságra hozza az UTC és az Egyetemes Idő (UT1) közötti különbséget (DUT1 = UT1 – UTC), és ha az eltérés meghaladja a ±0,9 s értéket, akkor javaslatot tesznek a korrekcióra. 1972 óta a beiktatandó szökőmásodperc szokásos napja június 30. vagy december 31. Az IERS a korrekcióra vonatkozó döntését az aktuális időpont előtt hónapokkal nyilvánosságra hozza a következő webcímen:http://hpiers.obspm.fr/iers/bul/bulc/bulletinc.dat Elvileg lehetőség van arra, hogy ez a dátum március 31. vagy szeptember 30. legyen, de ezek használatát az IERS eddig nem tartotta szükségesnek. Az erre a célra használt rádióadók speciálisan kódoltan sugározzák ki az UTC jelet és a DUT1 értékét, ezek ismeretében az UT1 0,1 másodperces pontossággal visszaállítható.
Az UTC teljes körű leírása angol nyelven megtalálható ezen a webcímen:
A TAI-hoz viszonyítva az UTC pontossága csak utólagosan határozható meg. Az International Bureau of Weights and Measures (BIPM) havonta közzéteszi a TAI/UTC eltérések táblázatát, melyben feltüntetik az elméleti, és a részt vevő laboratóriumok által mért gyakorlati értékeket is. A jelentések között a Magyar Kereskedelmi Engedélyezési Hivatal még régi nevén szerepel: OMH (Országos Mérésügyi Hivatal 4. oldal, Europe feliratnál) Az atomórák mérési bizonytalansága nanoszekundum nagyságrendű. Magyarország az OMH/PTB bejegyzésnél található A NIST F1 atomórájának mérési bizonytalansága tekinthető a legkisebbnek (A szövegben a mérési bizonytalanság A és a B típusú becslése a GUM-ra hivatkozik; Guide to the Expression of Uncertinty in Measurement)
Története 1884-ben a Nemzetközi Meridián Konferencia azt a döntést hozta, hogy az angliai Greenwichben lévő királyi obszervatórium helyi ideje legyen az a kiindulási időzóna, amihez a többi időzóna idejét viszonyítják. Ezt az időt nevezzük Greenwich Mean Time-nak (greenwichi középidő), röviden ez a GMT. A helyszín kiválasztásában szerepet játszott, hogy addigra a térképek kb. 2/3-a ezt használta kezdő meridiánként (itt halad át a kezdő délkör, amelyet nulla hosszúsági fokkal jelölnek).
1955-ben megjelentek a céziummal működő atomórák. Az atomóra használata egyszerűbb, mint csillagászati megfigyelésekkel meghatározni a pontos időt, másrészt az atomóra által szolgáltatott időjel stabilabbnak bizonyult. Felmerült emiatt, hogy a pontos időt a továbbiakban atomórák segítségével állítsák elő. Kiderült azonban, hogy az atomórák által szolgáltatott idő és a Föld forgása alapján megállapított idő eltér egymástól.
Az ellentmondást a kétféle idő között az okozza, hogy a két különálló definícióból származó időegység ütközik egymással.
1956-ban a másodpercet úgy határozták meg, mint a Föld tropikus évének 1/31 556 925,9747 részét 1900. január 0. napján 12 órakor efemerisz idő szerint. A közepes nap-nap hosszát úgy definiálták, mint ami alatt a Föld a Nappal újból delelésbe kerül. Az 1 napot 24 órára, az 1 órát 60 percre, az 1 percet pedig 60 másodpercre osztották fel. Így 1 nap 86 400 másodpercből áll.
Az atomórák pontosabb mérései alapján az derült ki, hogy 1 nap nem pontosan 86 400 másodperc hosszúságú, hanem attól kis mértékben, de kimutathatóan eltér.
Ugyanakkor kívánatos volt, hogy megmaradjon a polgári (és katonai) életben a GMT használata, mivel a GMT a Föld forgásához van igazítva. 1958-ban létrejött az International Atomic Time nevű szervezet (röviden: TAI). Ennek az lett a feladata, hogy összhangot teremtsen az atomórák által számolt idő és a Föld forgása alapján meghatározott idő között.
Az UTC fogalmát 1961-ben vezették be. A TAI 1961-01-01T00:00:01.422818 időpillanat lett az UTC 1961-01-01T00:00:00.000000 pillanat, és az UTC 1 másodperce akkoriban 1,000 000 015 TAI másodperccel volt egyenlő. Az órák járását ebben a kétféle időskálában néhány havonta összehangolták, ami azt jelentette, hogy az UTC szerint járó órákat általában 0,1 TAI másodperces lépéssel a TAI-hoz közelítették. A TAI szerinti óra járása teljesen egyenletes volt, és jelenleg is az.
1967-ben a másodperc fogalmát az SI-mértékegységrendszer (röviden: SI) szerint újból meghatározták: egy másodperc az alapállapotú cézium-133 atom két hiperfinom energiaszintje közötti átmenetnek megfelelő sugárzás 9 192 631 770 periódusának időtartama.
Hamar felismerték, hogy két különböző meghatározás szerinti másodperc – az UTC másodperc, és az SI másodperc, amit a TAI alkalmaz – bonyodalmakat okoz. Azt gondolták, jobb lesz, ha az időjel meghatározott frekvenciájú, és ez a frekvencia feleljen meg az SI által megadott másodpercnek. Így az UT (Universal Time) közelítését időlépésekkel kellett megoldani. Ezt kísérletileg az ún. „Stepped Atomic Time” (SAT) keretében próbálták ki, amelyben az időjel a TAI-val azonos ütemben járt, és 0,2 másodperces ugrásokkal maradt szinkronban az UT2-vel.
Ugyanakkor elégedetlenség volt tapasztalható az UTC (és a SAT) gyakori időugrásaival szemben. 1968-ban Louis Essen (a céziummal működő atomóra feltalálója) és G. M. R. Winkler egymástól függetlenül azt javasolta, hogy az időlépéseknek 1 s hosszúságúaknak kell lenniük. 1971 végén történt az utolsó szabálytalan hosszúságú lépés, ez 0,107 758 TAI s-ig tartott. Ekkor 1972-01-01T00:00:00 UTC megegyezett 1972-01-01T00:00:10 TAI-val, így a különbség egész számú, 10 másodperc volt. Ugyanekkor állították be az UTC frekvenciáját a TAI-val megegyezőre, valamint az UTC-t az UT1 követésére állították, az UT2 helyett. Néhány időjelet sugárzó rádióadó megkezdte a DUT1 sugárzását (DUT1 = UT1 – UTC) olyan alkalmazások számára, amelyek az UTC-nél pontosabb időjelet igényeltek.
Az első szökőmásodpercet 1972. június 30-án iktatták be. E dátum után szökőmásodperceket átlagosan 18 havonta iktattak be, mindig június 30-án vagy december 31-én. 2006-ig összesen 23 szökőmásodperc lett beiktatva, és mindegyik pozitív értékű volt. Így 2006-ban az UTC 33 másodperccel marad le a TAI mögött.
Egyelőre valószínűtlennek látszik, hogy a közeljövőben negatív értékű szökőmásodpercet kellene beszúrni (vagyis kihagyni egy másodpercet), de a Föld forgásának gyorsulására is akadnak jelek, erre utalhat az is, hogy 1999.01.01. és 2005.12.31. között nem volt szükség szökőmásodpercre.
Magyarázat
bélyegkép|jobbra|250px|Az ábra a DUT1 különbséget mutatja az UT1 és az UTC között. A függőleges vonalak jelentik a szökőmásodperceket.
A Föld forgási sebessége lassan csökken az árapályerők hatására, így egy átlagos szoláris nap hossza lassan növekszik. Az SI másodperc hosszát az átlagos szoláris nap hosszához viszonyította Simon Newcomb, és ezt az 1750 és 1892 közötti megfigyelésekre alapozva állapította meg. Ennek következtében az SI másodperc pontosan az átlagos szoláris nap hosszának 1/86 400-ad része volt 1820 körül. A korábbi századokban egy nap hossza kevesebb volt, mint 86400 SI másodperc, a huszadik század végére pedig elérte a 86 400,002 másodperc értéket, vagyis a változás jelenleg nagyságrendileg +1 másodperc / év. Ezért az UT most „lassabb”, mint a TAI.
A Föld forgási sebességét számos egyéb tényező befolyásolja, melyek pontos hatásáról keveset tudni. Ilyen például a kőzetlemezek mozgása, illetve a Föld belsejében lezajló folyamatok. A Föld forgása ezek miatt a tényezők miatt nehezen számolható ki előre, ezért az eltérést az elméleti értéktől mindig utólag állapítják meg.
Nem szabad összekeverni az átlagos szoláris nap hossza és az SI másodperc közötti különbséget a szökőmásodperccel. Ez ahhoz a hibás következtetéshez vezet, hogy a Föld forgása teljesen megállna néhány tízezer év múlva. A hibás következtetés abból fakad, hogy összekeverik a változás sebességét (napi 2 ezredmásodperc) és a megtett távolságot (ez időben kifejezve 80 másodperc).A szökőmásodperceket nem az aktuális és az átlagos nap közötti különbség indokolja, hanem a felhalmozódott különbség.