التوقيت الجغرافي المركزي

التوقيت الإحداثي الجيومركزي ( TCG - Temps-coordonnée géocentrique ) هو معيار زمني إحداثي يُستخدم كمتغير زمني مستقل في جميع الحسابات المتعلقة بالترنح ، والتذبذب ، والقمر ، والأقمار الصناعية للأرض . وهو يُعادل الزمن الخاص الذي تُدركه ساعة ساكنة في إطار إحداثي يتحرك مع مركز الأرض ؛ أي ساعة تُؤدي نفس حركات الأرض تمامًا ولكنها خارج نطاق جاذبيتها . ولذلك، فهي لا تتأثر بتمدد الزمن الناتج عن جاذبية الأرض. يُعد التوقيت الإحداثي الجيومركزي (TCG) هو الإحداثي الزمني لنظام المرجع السماوي الجيومركزي (GCRS). ^{[ 1 ]}

تم تعريف TCG في عام 1991 من قبل الاتحاد الفلكي الدولي . ^{[ 2 ]} على عكس المقاييس الزمنية الفلكية السابقة، يتم تعريف TCG في سياق النظرية النسبية العامة . يتم تحديد العلاقات بين TCG والمقاييس الزمنية النسبية الأخرى باستخدام مقاييس نسبية عامة كاملة .

لأن الإطار المرجعي لـ TCG لا يدور مع سطح الأرض ولا يقع ضمن مجال جاذبيتها ، فإن TCG يدق أسرع من الساعات على سطح الأرض بمعامل يبلغ حوالي 7.0 × 10⁻¹⁰ ⁽ حوالي 22 مللي ثانية في السنة). ونتيجة لذلك، تختلف قيم الثوابت الفيزيائية المستخدمة في حسابات TCG عن القيم التقليدية. (كانت القيم التقليدية خاطئة نوعًا ما، إذ تضمنت تصحيحات لاختلاف المقاييس الزمنية). يُعدّ تكييف مجموعة كبيرة من البرامج الحالية للانتقال من TDB ( الزمن الديناميكي المركزي ) إلى TCG مهمة شاقة، وحتى عام 2002، لا تزال العديد من الحسابات تستخدم TDB بشكل أو بآخر.

تُحدد إحداثيات الوقت على مقياس TCG عادةً باستخدام الوسائل التقليدية لتحديد الأيام، والمستمدة من معايير زمنية غير موحدة تعتمد على دوران الأرض. تحديدًا، يُستخدم كل من التاريخ اليولياني والتقويم الغريغوري . وللحفاظ على التناسق مع سلفه Ephemeris Time ، تم ضبط TCG ليتوافق مع ET عند التاريخ اليولياني 2443144.5 تقريبًا (1977-01-01T00Z). وبشكل أدق، تم تحديد أن لحظة TCG 1977-01-01T00:00:32.184 تُطابق تمامًا لحظة TAI 1977-01-01T00:00:00.000. وهذه هي اللحظة التي أدخل فيها TAI تصحيحات لتمدد الزمن بفعل الجاذبية.

يُعدّ TCG مقياسًا زمنيًا أفلاطونيًا : مثالًا نظريًا، لا يعتمد على تطبيق عملي محدد. ولأغراض عملية، يجب تطبيق TCG بواسطة ساعات فعلية في النظام الأرضي. ونظرًا للعلاقة الخطية بين التوقيت الأرضي (TT) وTCG، فإن الساعات نفسها التي تُطبّق التوقيت الأرضي تُستخدم أيضًا لتطبيق TCG. راجع مقال التوقيت الأرضي (TT) للاطلاع على تفاصيل هذه العلاقة وكيفية تطبيقه.

يُعدّ التوقيت الإحداثي المركزي (TCB) نظيرًا للتوقيت الإحداثي المركزي العالمي (TCG)، ويُستخدم في الحسابات المتعلقة بالنظام الشمسي خارج مدار الأرض. ويُعرَّف التوقيت الإحداثي المركزي العالمي (TCG) بإطار مرجعي مختلف عن التوقيت الإحداثي المركزي العالمي (TCB)، بحيث لا توجد علاقة خطية بينهما. على المدى الطويل، يكون التوقيت الإحداثي المركزي العالمي (TCG) أبطأ من التوقيت الإحداثي المركزي العالمي (TCB) بحوالي 1.6 × 10⁻⁸ ⁽ حوالي 0.5 ثانية سنويًا). إضافةً إلى ذلك، توجد تغيرات دورية نتيجة حركة الأرض داخل النظام الشمسي. فعندما تكون الأرض في أقرب نقطة لها من الشمس ( الحضيض) في يناير، يكون التوقيت الإحداثي المركزي العالمي (TCG) أبطأ من متوسطه، وذلك بسبب تمدد الزمن الناتج عن الجاذبية نتيجة وجودها في عمق بئر جاذبية الشمس ، وكذلك تمدد الزمن الناتج عن السرعة نتيجة تحركها بسرعة أكبر بالنسبة للشمس. أما عند أقرب نقطة لها من الشمس (الأوج) في يوليو، فيكون الوضع معكوسًا، حيث يكون التوقيت الإحداثي المركزي العالمي (TCG) أسرع من متوسطه.