Warum wurde der Bruchteil 1/31.556.925,9747 in der Definition der Sekunde in Bezug auf die Ephemeridenzeit von 1956-1968 gewählt?

Die aktuelle Frage Warum werden so oft Schaltsekunden benötigt? einige interessante Details über die Definition der Sekunde herausgeholt, und ich möchte einige davon ausdrücklich bestätigt wissen.

Konkret geht es mir um die Definition der Sekunde zwischen 1956 und 1968, die über die Definition direkt mit der astronomischen Ephemeridenzeit verknüpft war

der Bruchteil 1⁄31.556.925,9747 des tropischen Jahres für den 0. Januar 1900 um 12 Stunden Ephemeridenzeit.

(siehe auch den Wikipedia-Abschnitt zur Geschichte des Zweiten ). Genauer gesagt hätte ich gerne eine klare Aufzeichnung dazu:

  • Warum wurde der spezifische Bruch 1⁄31.556.925,9747 gewählt und was stellt er dar?

Metrologisch gesehen wurde das Referenzjahr 1900 gewählt, aber das bedeutet nicht, dass diese Definition der Sekunde die Länge dieses Jahres explizit in Sekunden festlegt: Es sagt definitiv, dass ein bestimmtes Jahr per Definition genau 31.556.925,9747 Sekunden gedauert hat Letzteres, und meine Frage ist, in welchem ​​​​Jahr war das? Hat die Definition das auf das Jahr 1900 festgelegt? Oder an das Jahr 1956, als es gewählt wurde? Oder, wie in der vorherigen Frage behauptet , auf ein schlecht definiertes Jahr im frühen 19. Jahrhundert?

Ich hätte wirklich gerne Antworten, die geeignete Referenzen sowohl zu modernen Rezensionen als auch zu zeitgenössischen Dokumenten enthalten, die ihre Behauptungen stützen.

Und wo wir gerade dabei sind: Warum wurde das Jahr 1900 als metrologischer Goldstandard gewählt? Warum nicht etwa 1950 oder 1956? Welche wissenschaftlichen und soziologischen Faktoren flossen in diese Wahl ein und in welchem ​​Verhältnis?

Ich bin nicht davon überzeugt, dass ein tatsächliches Jahr die spezifische Anzahl von Sekunden hatte, sondern dass Beobachtungen ab dem 0. Januar 1900 um 12 Uhr mit einem so langen Jahr übereinstimmen würden, sollten diese Beobachtungen das ganze Jahr über zutreffen.
Wäre das eher eine Frage zur Wissenschaftsgeschichte und Mathematik ? Ich könnte mir vorstellen, dass es in beide Richtungen geht, aber es scheint mir eher einen historischen Fokus zu haben. (vgl. den Meta-Beitrag ; auch eine verwandte Frage )
@ David Mir geht es so oder so gut.
@EmilioPisanty Ah, nun, ich bin auch nicht engagiert genug, um es auf die eine oder andere Weise zu erzwingen. Ich schätze, wir können es genauso gut hier lassen.

Antworten (1)

Siehe die Zusammenfassung der IAU-Treffen von 1952 und 1955, beschrieben in Bulletin Horaire, Serie 4, Nummer 3, Mai/Juni 1955, transkribiert unter https://www.ucolick.org/~sla/leapsecs/BH1955.html . Dies wäre ausgeglichen besser mit einem Zitat zum Text des CNRS-Treffens von 1950 über astronomische Konstanten, aber das bleibt nicht online.

Im Text des Treffens von 1950 ist eine Anmerkung als Beweis hinzugefügt, die zeigt, dass viele Astronomen verwirrt darüber waren, wann die mittlere Sonnensekunde gleich der Ephemeridensekunde war, aber selbst dann gab es Astronomen, die verstanden, dass die Verwendung von Newcombs Tabellen dies bedeutet Die beiden Arten von Sekunden waren um 1820 ungefähr gleich.

Siehe auch Sadlers Monographie, die erklärt, was Ephemeridenzeit ist, wie sie funktioniert und welche Änderungen sie bewirkt hat, in Occasional Notices of the RAS, 3, S. 103, online transkribiert unter https://www.ucolick.org/~sla/leapsecs/twokindsoftime .html

Nimmt man Newcombs polynomischen Ausdruck für die mittlere Länge der Sonne in dem von ihm konstruierten Bezugssystem, würde sich die momentane Geschwindigkeit der Sonne am 05.01.1900 in so vielen Sekunden um 360 Grad bewegen, wobei diese Sekunden in der Zeitskala ausgedrückt wurden Dies war die durchschnittliche Rotation der Erde während des Intervalls der Beobachtungen, die Newcomb zur Konstruktion dieses Polynoms verwendete.

Eine weitere Referenz sind Transaktionen der IAU B von der Sitzung von 1952, bei der die Kommissionen 4 und 4a in Empfehlung 3 des französischen Textes auf Seite 66, die mit Empfehlung 2 des englischen Textes auf Seite 88 identisch ist, den empirischen Begriff angeben, der gewesen war die zu Browns Tabellen der Mondbewegung hinzugefügt wurden , sollten nicht mehr angewendet werden. Dieser Begriff war hinzugefügt worden, um die Tatsache zu kompensieren, dass sich die Erde während der Beobachtungen, die Browns Theorie konstruierten, nicht gleichmäßig gedreht hatte, sodass die tabellierte Position des Mondes einen Fudge-Faktor benötigt hatte, um mit den Beobachtungen übereinzustimmen. Das Weglassen des Fudge bedeutete, dass ab 1960 die Mond-Ephemeriden besser funktionieren würden, solange die Zeit als Ephemeridenzeit und nicht als Weltzeit interpretiert wurde.

Und warum 1900? Weil Simon Newcomb Gott war, und jeder zugestimmt hatte, seine Ausdrücke für die grundlegenden Referenzrahmen von allem in der Astronomie zu verwenden, und niemand es wagte, von den Berechnungen abzuweichen, die von anderen Astronomen gemacht wurden, bis die Präzision der neuen Messungen gut genug war, dass a nicht-relativistische Theorie war nicht länger tragbar.

Und in Bezug auf andere Fragen darüber, warum Cäsium-Atomchronometer und 9.192.631.770 Zyklen eine Sekunde sind, finden sich die ursprünglichen Messungen der ursprünglichen Teams in Nature , Band 181, Seite 1054 (12. April 1958) https://www.nature.com/articles /1811054a0 und Phys. Rev. Lett. 1, 105 – 1. August 1958 https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.1.105 , wo die vier Autoren beschreiben, wie Cäsiumatome und Ephemeridenzeit über einen Zeitraum von 3 Jahren verglichen wurden.

Und in den Bänden der Lick-Bibliothek gibt es noch mehr Zeug, einschließlich der Erklärung anderer unbeantworteter „Warum sind die Dinge in Bezug auf die Zeit so, wie sie sind“-Fragen, aber es wird mehr Zeit brauchen, sie zu transkribieren.