O tempo terrestre, ou TT, é um padrão de tempo astronômico moderno definido pela União Astronômica Internacional, usado sobretudo nas medições de tempo de observações astronômicas feitas da superfície da Terra. O Astronomical Almanac, por exemplo, usa TT em suas tabelas de posições, ou efemérides, do Sol, da Lua e dos planetas vistos da Terra. Nesse uso, TT dá continuidade ao tempo dinâmico terrestre, abreviado como TDT ou TD, que sucedeu o tempo de efemérides, ou ET. TT mantém o propósito original de ET de não depender das irregularidades na rotação da Terra.

A unidade de TT é o segundo do SI, cuja definição se baseia no relógio atômico de césio.A resolução A4 da Assembleia Geral da UAI de 1991, na parte 2 da recomendação IV, estabelece que a unidade de TT deve coincidir com o segundo do SI "no geoide". TT, porém, não é definido pelos próprios relógios atômicos. É um ideal teórico, do qual os relógios reais só podem se aproximar.

TT difere do Tempo Universal Coordenado, ou UTC, a escala frequentemente usada como base para fins civis. TT é a base indireta de UTC por meio do Tempo Atômico Internacional, ou TAI. Devido à diferença entre TAI e ET quando TT foi introduzido, TT está 32,184 s à frente de TAI.

História Uma definição de padrão de tempo terrestre foi adotada pela União Astronômica Internacional, ou UAI, em sua XVI Assembleia Geral, em 1976. Esse padrão recebeu depois o nome de tempo dinâmico terrestre, ou TDT. Era a contraparte do tempo dinâmico baricêntrico, ou TDB, um padrão para as efemérides do Sistema Solar que se basearia em uma escala de tempo dinâmico. As definições desses dois padrões se mostraram imprecisas. Também houve dúvidas sobre o sentido de "dinâmico" no nome TDT.

Em 1991, na recomendação IV de sua XXI Assembleia Geral, a UAI redefiniu TDT e mudou seu nome para "tempo terrestre". TT passou a ser formalmente definido a partir do tempo coordenado geocêntrico, ou TCG, que a UAI definiu na mesma ocasião. TT foi definido como uma mudança linear de escala de TCG, de modo que sua unidade fosse o "segundo do SI no geoide". Isso fazia com que seu ritmo de avanço fosse aproximadamente igual ao do tempo próprio na superfície terrestre, ao nível médio do mar. A razão exata entre os intervalos de TT e TCG era , em que era uma constante e era o potencial gravitacional na superfície do geoide, um valor medido pela geodésia física. Em 1991, a melhor estimativa disponível de era .

Em 2000, a UAI fez um ajuste muito pequeno na definição de TT ao adotar o valor exato .

Definição atual TT e o tempo coordenado geocêntrico, TCG, avançam a taxas que diferem por um fator constante. Formalmente, TT é definido pela equação

em que TT e TCG são contagens lineares de segundos do Sistema Internacional de Unidades, ou SI, nas escalas de tempo terrestre e de tempo coordenado geocêntrico, respectivamente. é a diferença constante entre as taxas das duas escalas, e é uma constante que ajusta suas épocas, como explicado a seguir. O valor de é, por definição, exatamente . O termo faz com que TT avance um pouco mais devagar que TCG.

A relação entre TT e TCG costuma ser expressa na forma adotada pela UAI,

em que é o tempo TCG expresso como data juliana, ou JD. A data juliana é uma transformação linear da contagem bruta de segundos da variável TCG, de modo que essa forma da equação não está simplificada. O uso de uma data juliana especifica por completo a época. A equação acima muitas vezes usa a data juliana 2.443.144,5 como época, mas esse valor é inexato. A diferença é imperceptível, devido ao valor muito pequeno do multiplicador . O valor 2.443.144,5003725 corresponde exatamente à definição.

As coordenadas de tempo nas escalas TT e TCG são expressas, por convenção, pelas formas tradicionais de contar os dias, herdadas dos padrões de tempo não uniformes baseados na rotação terrestre. Usam-se as datas julianas e o calendário gregoriano. Para manter a continuidade com o padrão anterior, o tempo de efemérides, ou ET, TT e TCG foram ajustados para coincidir com ET por volta da data juliana 2.443.144,5, correspondente a 0h UTC de 1 de janeiro de 1977. Mais precisamente, definiu-se que o instante de 1 de janeiro de 1977 em TT e o mesmo instante em TCG correspondiam exatamente a dessa data no Tempo Atômico Internacional, ou TAI. Nesse mesmo instante, TAI passou a incorporar correções para a dilatação gravitacional do tempo.

Quando expressos como datas julianas, TT e TCG podem ser relacionados de forma exata e mais simples pela equação

em que é exatamente 2.443.144,5003725.

Realizações TT é um ideal teórico que não depende de uma realização específica. Para estimá-lo na prática, é preciso medir relógios físicos e processar suas leituras. Para a maioria das aplicações, basta calcular uma diferença constante. Aplicações que exigem maior precisão podem precisar de uma modelagem detalhada dos efeitos relativísticos e das incertezas de medição.

TAI

A principal realização de TT é obtida por meio de TAI. O serviço de TAI do Escritório Internacional de Pesos e Medidas, ou BIPM, em atividade desde 1958, estima TT com medições de um conjunto de relógios atômicos distribuídos pela superfície terrestre e por órbitas baixas ao redor da Terra. TAI é definido oficialmente de forma retrospectiva, em boletins mensais, a partir das leituras que esse conjunto de relógios forneceu nos instantes correspondentes. As instituições que operam os relógios participantes também fornecem estimativas de TAI em tempo real. Devido à diferença entre TAI e ET quando TT foi introduzido, a realização de TT por meio de TAI é definida pela equaçãoAssembleia Geral da UAI de 1991. Resolução A4, recomendação IV, nota 9.

A diferença de 32,184 s tem uma origem histórica. A escala de tempo atômico A1, antecessora de TAI, foi ajustada para coincidir com UT2 em sua data inicial convencional, 1 de janeiro de 1958, p. 163. quando ΔT, a diferença , era de cerca de 32 segundos. O valor de 32,184 segundos foi a estimativa feita em 1976 para a diferença entre o tempo de efemérides e TAI, "para dar continuidade aos valores e procedimentos em vigor no uso do tempo de efemérides".Comissão 4 de Efemérides da UAI. Recommendations to IAU General Assembly 1976. Notas à recomendação 5, nota 2.

TAI nunca é revisto depois da publicação, e TT(TAI) apresenta pequenos erros em relação a TT(BIPM), da ordem de 10 a 50 microssegundos.

A escala de tempo GPS tem uma diferença nominal em relação ao tempo atômico, expressa por . Com isso, . Essa realização acrescenta até um microssegundo de erro, pois o sinal GPS não está perfeitamente sincronizado com TAI. Os receptores GPS, porém, são amplamente disponíveis.

TT(BIPM) Desde 1992, o Escritório Internacional de Pesos e Medidas, ou BIPM, produz, em geral uma vez por ano, realizações mais precisas de TT a partir de novas análises dos dados históricos de TAI. Essas realizações recebem nomes como "TT(BIPM08)", em que os algarismos correspondem ao ano de publicação. São publicadas como tabelas de diferenças em relação a TT(TAI), acompanhadas de uma equação de extrapolação que pode ser usada para datas posteriores às da tabela. Em julho de 2024, a realização mais recente era TT(BIPM23).

Pulsares Pesquisadores da colaboração International Pulsar Timing Array criaram uma realização de TT chamada TT(IPTA16), baseada em observações de um conjunto de pulsares feitas até 2012. Essa nova escala de tempo de pulsares permite calcular TT de forma independente. A diferença entre essa escala e TT(BIPM17) não ultrapassava 0,5 microssegundo, com erros muito menores a partir de 2003. Os dados usados não bastavam para analisar a estabilidade a longo prazo e continham anomalias. Com a coleta e a análise de mais dados, essa realização poderá ajudar a detectar falhas em TAI e TT(BIPM).

Outros padrões TT dá continuidade ao antigo tempo de efemérides, ou ET, mas é mais uniforme. Foi concebido para manter essa continuidade e avança ao ritmo do segundo do SI, cuja definição veio de uma calibração com o segundo de ET. Para a redefinição do segundo e suas realizações, ver tempo de efemérides. O argumento de tempo de efemérides Teph do JPL difere de TT em apenas alguns milissegundos.

TT está um pouco à frente de UT1, uma medida refinada do tempo solar médio em Greenwich, por uma diferença chamada . Às 0h UTC de 1 de janeiro de 2015, o valor medido de ΔT era de +67,6439 segundos, com TT à frente de UT1.Observatório Naval dos Estados Unidos, USNO. Arquivo de dados de ΔT. Consultado em 27 de outubro de 2015. Cálculos retrospectivos situam ΔT próximo de zero por volta de 1900. Espera-se que ΔT aumente, com UT1 ficando cada vez mais atrasado em relação a TT, embora de forma irregular. É difícil prever ΔT com precisão. Extrapolações de dez anos podem diferir do valor real em 2 a 3 segundos.

Relações relativísticas Observadores em locais diferentes, em movimento relativo ou a altitudes distintas podem discordar quanto ao ritmo de avanço dos relógios uns dos outros, devido aos efeitos da teoria da relatividade. Por isso, TT, mesmo como ideal teórico, não coincide com o tempo próprio de todos os observadores.

Em termos relativísticos, TT corresponde ao tempo próprio de um relógio no geoide, essencialmente ao nível médio do mar.Por exemplo, a Comissão 4 de Efemérides da UAI, em Recommendations to IAU General Assembly 1976, nas notas à recomendação 5, nota 1, expressa a escala de tempo para efemérides geocêntricas aparentes como um tempo próprio. Essa formulação também é usada em outras fontes. Sua definição formal, porém, é a de uma escala de tempo de coordenada.As recomendações III e IV da resolução A4 da Assembleia Geral da UAI de 1991 definem TCB e TCG como escalas de tempo de coordenada, e TT como uma mudança linear de escala de TCG, o que também faz de TT um tempo de coordenada. A redefinição tornou mais precisa a definição anterior, sem alterar os valores de TT. Na prática, definiu o geoide, ou nível médio do mar, por um valor específico de dilatação gravitacional do tempo em relação a um observador hipotético a uma altitude infinitamente elevada.

A definição atual de TT é uma mudança linear de escala do tempo coordenado geocêntrico, ou TCG. Este é o tempo próprio de um observador hipotético infinitamente distante, sem os efeitos da dilatação gravitacional do tempo, e em repouso em relação à Terra. TCG é usado sobretudo para fins teóricos na astronomia. Para um observador na superfície terrestre, o segundo de TCG é ligeiramente mais curto que seu segundo do SI. Já a duração do segundo de TT depende da altitude do observador em relação ao nível do mar e da aceleração gravitacional local.

Ver também Tempo de coordenada, coordenada temporal usada na definição de TT Tempo próprio, tempo medido por um relógio ao longo de sua trajetória Data juliana, contagem de dias usada para expressar TT e TCG

Ligações externas Serviços técnicos do BIPM: metrologia do tempo Tempo e frequência de A a Z

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