ВРЕ́МЯ

ВРЕ́МЯ, од­на из ко­ор­ди­нат в совр. че­ты­рёх­мер­ной гео­мет­рии ми­ра. В ме­ха­ни­ке Нью­то­на пред­по­ла­га­ет­ся, что ме­ж­ду про­стран­ст­вом и В. ни­ка­кой свя­зи не су­ще­ст­ву­ет. Про­стран­ст­во счи­та­ет­ся пло­ским (не ис­крив­лён­ным); по­ло­же­ние тел в та­ком про­стран­ст­ве мо­жет быть оп­ре­де­ле­но в трёх­мер­ной, напр. де­кар­то­вой, сис­те­ме ко­ор­ди­нат. В. име­ет од­но из­ме­ре­ние и яв­ля­ет­ся аб­со­лют­ным в том смыс­ле, что не за­ви­сит от по­ло­же­ния ча­сов в про­стран­ст­ве. В бо­лее ши­ро­ком смыс­ле В. рас­смат­ри­ва­ет­ся как не­кий кон­ти­ну­ум, внут­ри ко­то­ро­го су­ще­ст­ву­ет бес­ко­неч­ная Все­лен­ная.

В со­от­вет­ст­вии с об­щей тео­ри­ей от­носи­тель­но­сти Эйн­штей­на В. не мо­жет су­ще­ст­во­вать в от­ры­ве от про­стран­ст­ва, при­чём ис­крив­ле­ние про­стран­ст­ва и из­ме­не­ние те­че­ния вре­ме­ни за­ви­сят от ско­п­ле­ния масс ве­ще­ст­ва и соз­да­вае­мо­го ими гра­ви­та­ци­он­но­го по­ля.

Оп­ре­де­ле­ние мо­мен­та на­сту­п­ле­ния не­ко­то­ро­го со­бы­тия или про­ме­жут­ка вре­ме­ни ме­ж­ду со­бы­тия­ми на­зы­ва­ет­ся из­ме­ре­ни­ем вре­ме­ни. Тех­нич. сред­ст­вом для из­ме­ре­ния В. яв­ля­ют­ся ча­сы. К кон. 20 в. В. нау­чи­лись из­ме­рять точ­нее, чем лю­бую др. фи­зич. ве­ли­чи­ну. Са­мые точ­ные ча­сы име­ют ва­риа­цию хо­да 10^–14–10^–15. Ис­поль­зуя хро­но­мет­ри­ро­ва­ние (из­ме­ре­ние вре­мен­ны́х ин­тер­ва­лов), мож­но вы­чис­лить фи­зич. ве­ли­чи­ны, в фор­му­лу для рас­чё­та ко­то­рых вхо­дит вре­мя, с ис­клю­чи­тель­но вы­со­кой точ­но­стью. К та­ким ве­ли­чи­нам от­но­сят­ся, напр., дли­на и си­ла тя­же­сти. По­это­му раз­ра­бот­ка но­вых ча­сов и ме­то­дов хро­но­мет­ри­ро­ва­ния яв­ля­ет­ся важ­ной науч. за­да­чей. Ряд ра­бот в этой об­лас­ти удо­стое­ны Но­бе­лев­ской пре­мии: соз­да­ние атом­но­го це­зие­во­го стан­дар­та час­то­ты (Н. Рам­зей, 1989); раз­ра­бот­ка ме­то­да ох­ла­ж­де­ния ато­мов ла­зер­ным пуч­ком и его ис­поль­зо­ва­ние при раз­ра­бот­ке ча­сов на це­зие­вом фон­та­не (С. Чу, К. Ко­эн-Тан­нуд­жи, У. Фил­липс, 1997); изу­че­ние кван­то­вой тео­рии оп­тич. ко­ге­рент­но­сти (Р. Глау­бер, 2005).

Стро­гое оп­ре­де­ле­ние мо­мен­та В. тре­бу­ет вве­де­ния шка­лы В., что пред­по­ла­га­ет вы­бор не­ко­то­ро­го пе­рио­дического про­цес­са, по­строе­ние тео­рии это­го про­цес­са и за­да­ние еди­ни­цы вре­ме­ни (со­гла­ше­ние о со­от­но­ше­нии дли­тель­но­сти еди­ни­цы В. и пе­рио­да вы­бран­но­го про­цес­са). Про­ме­жу­ток В. ме­ж­ду со­бы­тия­ми оп­ре­де­ля­ет­ся раз­но­стью мо­мен­тов, ко­то­рая из­ме­ря­ет­ся в при­ня­тых еди­ни­цах вре­ме­ни.

Для из­ме­ре­ния В. лю­ди с дав­них пор ис­поль­зо­ва­ли на­блю­де­ния за дви­же­ни­ем не­бес­ных тел. Так, в ка­че­ст­ве еди­ницы для из­ме­ре­ния боль­ших ин­тер­ва­лов В. стал при­ме­нять­ся год, оп­ре­де­ляе­мый пе­рио­дом об­ра­ще­ния Зем­ли во­круг Солн­ца. Не­ко­то­рые на­ро­ды при по­строе­нии ка­лен­да­ря ис­поль­зо­ва­ли сме­ну фаз Лу­ны, по­вто­ряю­щих­ся че­рез ин­тер­вал, на­зы­вае­мый си­но­ди­че­ским ме­ся­цем, ко­то­рый по­слу­жил ос­но­вой для совр. ка­лен­дар­но­го ме­ся­ца.

Вра­ще­ние Зем­ли во­круг оси яв­ля­ет­ся пе­рио­дич. про­цес­сом, по­зво­ляю­щим оп­ре­де­лять В. с вы­со­кой точ­но­стью (лишь в 20 в. поя­ви­лись бо­лее точ­ные ча­сы – квар­це­вые, а за­тем кван­то­вые). Ре­гу­ляр­но ре­ги­ст­ри­руя мо­мент про­хо­ж­де­ния Солн­ца че­рез один и тот же ме­ри­ди­ан, мож­но оп­ре­де­лить сол­неч­ные су­тки, ко­то­рые яв­ля­ют­ся од­ной из осн. еди­ниц счё­та В. По тра­ди­ции, при­шед­шей из Ва­ви­ло­нии и Древ­не­го Егип­та, су­тки де­лят на 24 ча­са, ка­ж­дый час – на 60 ми­нут, ка­ж­дую ми­ну­ту – на 60 се­кунд.

Су­ще­ст­вую­щие шка­лы В. по­лу­чи­ли на­зва­ния, свя­зан­ные с ха­рак­те­ром ис­поль­зуе­мо­го пе­рио­дич. про­цес­са: сол­неч­ное, звёзд­ное, ди­на­ми­че­ское и атом­ное вре­мя.

Солнечное время

Вслед­ст­вие вра­ще­ния Зем­ли во­круг сво­ей оси че­рез не­бес­ный ме­ри­ди­ан пе­рио­ди­че­ски про­хо­дят как звёз­ды, так и точ­ки не­бес­ной сфе­ры. Ес­ли фик­си­ру­ет­ся мо­мент про­хо­ж­де­ния Солн­ца че­рез ме­ри­ди­ан, то В., оп­ре­де­ляе­мое из этих на­блю­де­ний, на­зы­ва­ет­ся ис­тин­ным сол­неч­ным В. Мо­мент верх­ней куль­ми­на­ции (см. Куль­ми­на­ция не­бес­но­го све­ти­ла) цен­тра ви­ди­мо­го дис­ка Солн­ца на дан­ном ме­ри­диа­не на­зы­ва­ет­ся ис­тин­ным пол­днем, мо­мент ниж­ней куль­ми­на­ции – ис­тин­ной пол­но­чью, про­ме­жу­ток вре­ме­ни ме­ж­ду по­сле­до­ва­тель­ны­ми од­но­им. куль­ми­на­ция­ми – ис­тин­ны­ми сол­неч­ны­ми сут­ка­ми. За на­ча­ло сол­неч­ных су­ток при­ни­ма­ют ис­тин­ную пол­ночь. Те­че­ние ис­тин­но­го сол­неч­но­го вре­ме­ни не­рав­но­мер­но вслед­ствие не­рав­но­мер­но­го дви­же­ния Зем­ли по ор­би­те и не­пер­пен­ди­ку­ляр­но­сти оси вра­ще­ния Зем­ли к плос­ко­сти ор­би­ты. По­это­му ис­тин­ное сол­неч­ное В. ма­ло­при­год­но для прак­тич. при­ме­не­ния.

Вме­сто не­го ис­поль­зу­ет­ся ср. сол­неч­ное В., ос­но­ван­ное на су­точ­ном дви­же­нии фик­тив­ной точ­ки (на­зы­вае­мой ср. эк­ва­то­ри­аль­ным Солн­цем), рав­но­мер­но дви­жу­щей­ся по эк­ва­то­ру в ту же сто­ро­ну, что и ис­тин­ное Солн­це. Ско­рость дви­же­ния точ­ки та­ко­ва, что в сво­ём го­дич­ном дви­же­нии она все­гда про­хо­дит че­рез точ­ку ве­сен­не­го рав­но­ден­ст­вия од­но­вре­мен­но с ис­тин­ным Солн­цем. Пол­ный обо­рот по эк­ва­то­ру фик­тив­ная точ­ка де­ла­ет за тот же про­ме­жу­ток вре­ме­ни, что и ис­тин­ное Солн­це при дви­же­нии по эк­лип­ти­ке. Ана­ло­гич­но ис­тин­ным сут­кам оп­ре­де­ля­ют­ся ср. сол­неч­ные су­тки, ко­то­рые рав­ны про­ме­жут­ку вре­ме­ни ме­ж­ду дву­мя по­сле­до­ва­тель­ны­ми од­но­им. куль­ми­на­ция­ми ср. эк­ва­то­ри­аль­но­го Солн­ца. За на­ча­ло ср. сол­неч­ных су­ток при­ни­ма­ет­ся ср. пол­ночь (мо­мент ниж­ней куль­ми­на­ции фик­тив­ной точ­ки).

До 1960 ср. сол­неч­ные су­тки ис­поль­зо­ва­лись для оп­ре­де­ле­ния фун­дам. еди­ни­цы из­ме­ре­ния – се­кун­ды, ко­то­рая рав­ня­лась 1/86400 час­ти ср. сол­неч­ных су­ток. Сле­до­ва­тель­но, дли­тель­ность се­кун­ды за­ви­се­ла от ско­ро­сти вра­ще­ния Зем­ли. По­сле по­яв­ле­ния квар­це­вых, а за­тем кван­то­вых ча­сов бы­ла об­на­ру­же­на не­рав­но­мер­ность вра­ще­ния Зем­ли, что при­ве­ло к от­ка­зу от ср. сол­неч­ных су­ток как ме­ры точ­но­го В. и за­ме­не оп­ре­де­ле­ния се­кун­ды.

Раз­ность ме­ж­ду ис­тин­ным и ср. сол­неч­ным В. на­зы­ва­ет­ся урав­не­ни­ем вре­ме­ни, ко­то­рое в те­че­ние го­да из­ме­ня­ется в пре­де­лах от –14 мин 22 с до +16 мин 24 с.

Ср. сол­неч­ное В. Грин­вич­ско­го ме­ри­диа­на на­зы­ва­ет­ся все­мир­ным вре­ме­нем (Universal Time, UT); его оп­ре­де­ле­ние свя­за­но с вра­ще­ни­ем Зем­ли. В свя­зи с не­рав­но­мер­но­стью вра­ще­ния Зем­ли вво­дят т. н. UT0 и UT1. UT0 – все­мир­ное вре­мя, по­лу­чен­ное из на­блю­де­ний, т. е. В. на мгно­вен­ном грин­вич­ском ме­ри­диа­не, со­от­вет­ст­вую­щем мгно­вен­но­му по­лю­су Зем­ли; UT1 – все­мир­ное вре­мя ср. грин­вич­ско­го ме­ри­диа­на, оп­ре­де­ляе­мо­го ср. по­ло­же­ни­ем по­лю­са Зем­ли; оно по­лу­ча­ет­ся до­бав­ле­ни­ем к UT0 по­пра­вок, учи­ты­ваю­щих дви­же­ние по­лю­сов.

Для то­го что­бы пе­рей­ти от все­мир­но­го вре­ме­ни к ме­ст­но­му, не­об­хо­ди­мо знать дол­го­ту мес­та. В со­от­вет­ст­вии с ре­ше­ни­ем Ме­ж­ду­нар. ас­тро­но­мич. сою­за (МАС) дол­го­та счи­та­ет­ся по­ло­жи­тель­ной к вос­то­ку от Грин­вич­ско­го ме­ри­диа­на и из­ме­ря­ет­ся от 0° до 360°. Что­бы най­ти ме­ст­ное В., на­до к UT при­ба­вить дол­го­ту, вы­ра­жен­ную в ча­сах (360° со­от­вет­ст­ву­ет 24 ч).

Ме­ст­ное В. оди­на­ко­во для всех то­чек, рас­по­ло­жен­ных на од­ном ме­ри­диа­не. Сле­до­ва­тель­но, при пе­ре­ме­ще­нии на вос­ток стрел­ки ча­сов нуж­но не­пре­рыв­но пе­ре­во­дить впе­рёд, а при дви­же­нии на за­пад – на­зад. Что­бы уст­ра­нить это не­удоб­ст­во, в 19 в. во мно­гих стра­нах бы­ла при­ня­та по­яс­ная сис­те­ма счё­та вре­ме­ни. Зем­ной шар был раз­бит на 24 поя­са, ши­ри­ной при­мер­но по 15° дол­го­ты ка­ж­дый. Ча­со­вые поя­са име­ют но­ме­ра от 0 до 23. В дей­ст­ви­тель­но­сти ши­ри­на поя­сов не рав­ня­ет­ся 15°, т. к. гра­ни­цы поя­сов сдви­га­ют­ся в со­от­вет­ст­вии с гос. гра­ни­ца­ми, адм. де­ле­ни­ем внут­ри стра­ны и т. п. На­чаль­ный ме­ри­ди­ан ну­ле­во­го поя­са про­хо­дит че­рез Грин­вич­скую об­сер­ва­то­рию. В 1-й ча­со­вой по­яс (ко­то­рый оп­ре­де­ля­ет сред­не­ев­ро­пей­ское вре­мя) вхо­дят Фран­ция, Ис­па­ния, Гер­ма­ния и др.

По­яс­ное В. со­сед­них ча­со­вых поя­сов от­ли­ча­ет­ся на 1 час. По ме­ри­диа­ну 180° про­хо­дит ли­ния пе­ре­ме­ны дат (точ­нее, эта ли­ния из­ги­ба­ет­ся, учи­ты­вая гос. гра­ни­цы). Но­вые су­тки на Зем­ле на­чи­на­ют­ся на этой ли­нии. При пе­ре­се­че­нии ли­нии пе­ре­ме­ны дат c вос­то­ка на за­пад не­об­хо­ди­мо при­ба­вить один день и, на­обо­рот, при пе­ре­се­че­нии с за­па­да на вос­ток – вы­честь один день, т. е. счи­тать од­ну да­ту два­ж­ды.

В Рос­сии по­яс­ное В. бы­ло вве­де­но в 1919. В 1930 на всей тер­ри­то­рии СССР бы­ло вве­де­но дек­рет­ное вре­мя, от­ли­чаю­щее­ся от по­яс­но­го на +1 ч. Кро­ме то­го, с 1981 еже­год­но вво­дит­ся лет­нее В.: стрел­ки ча­сов пе­ре­во­дят на час впе­рёд в по­след­нее вос­кре­се­нье мар­та и на час на­зад в по­след­нее вос­кре­се­нья сен­тяб­ря (до 1996) или ок­тяб­ря (по­сле 1996). В. рос­сий­ской час­ти 2-го ча­со­во­го поя­са, в ко­то­ром на­хо­дит­ся Мо­ск­ва, на­зы­ва­ют мо­с­ков­ским вре­ме­нем. Раз­ни­ца ме­ж­ду мо­с­ков­ским и все­мир­ным В. со­став­ля­ет 3 ч зи­мой и 4 ч ле­том.

Звёздное время

Шка­ла В., ос­но­ван­ная на на­блю­де­нии за дви­же­ни­ем точ­ки ве­сен­не­го рав­но­ден­ст­вия, на­зы­ва­ет­ся звёзд­ной. Мо­мент верх­ней куль­ми­на­ции точ­ки ве­сен­не­го рав­но­ден­ст­вия при­ни­ма­ет­ся за на­ча­ло звёзд­ных су­ток, ко­то­рые де­лят­ся на звёзд­ные ча­сы, ми­ну­ты и се­кун­ды. Звёзд­ное В. оп­ре­де­ля­ет­ся не­по­сред­ст­вен­но из ас­тро­но­мич. на­блю­де­ний и не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­дач ас­тро­но­мо­ге­о­де­зии, на­ви­га­ции и др.

Звёзд­ное В., так же как и UT, оп­ре­де­ля­ет­ся вра­ще­ни­ем Зем­ли. По­это­му обе шка­лы свя­за­ны друг с дру­гом точ­ным со­от­но­ше­ни­ем, из ко­то­ро­го сле­ду­ет, что 24 ч ср. сол­неч­но­го вре­ме­ни рав­ны 24 ч 3 мин 56,555 с звёзд­но­го В. Шка­ла звёзд­но­го В., как и UT, яв­ля­ет­ся не­рав­но­мер­ной.

Динамическое время

Тео­рии дви­же­ния Зем­ли и др. тел Сол­неч­ной сис­те­мы, ос­но­ван­ные на урав­не­ни­ях ди­на­ми­ки, по­зво­ля­ют оп­ре­де­лить т. н. шка­лы ди­на­ми­че­ско­го В. Так, в рам­ках ме­ха­ни­ки Нью­то­на оп­ре­де­ля­ет­ся шка­ла эфе­ме­рид­но­го В., в рам­ках тео­рии от­но­си­тель­но­сти Эйн­штей­на – шка­лы ба­ри­цен­три­че­ско­го и зем­но­го В. Эти шка­лы исполь­зу­ют­ся при ре­ше­нии за­дач кос­мич. на­ви­га­ции.

По­пыт­ка ас­тро­но­мов ис­поль­зо­вать все­мир­ное и звёзд­ное В. как рав­но­мер­ные шка­лы ока­за­лась не­удач­ной. В ка­че­ст­ве но­вой, бо­лее точ­ной шка­лы В. бы­ла пред­ло­же­на шка­ла, оп­ре­де­ляе­мая пе­рио­дич. дви­же­ни­ем тел в Сол­неч­ной сис­те­ме. В ме­ха­ни­ке Нью­то­на В. счи­та­ет­ся аб­со­лют­ным (не за­ви­ся­щим от сис­те­мы ко­ор­ди­нат) ар­гу­мен­том в урав­не­ни­ях, ко­то­рые оп­ре­де­ля­ют эфе­ме­ри­ды пла­нет, Солн­ца и Лу­ны. Ис­поль­зуя при­ня­тую тео­рию дви­же­ния пла­нет, Солн­ца и Лу­ны, а так­же на­блю­де­ния за не­бес­ны­ми те­ла­ми, мож­но по­стро­ить стро­го рав­но­мер­ную (в нью­то­нов­ском при­бли­же­нии) шка­лу В. Та­кая шка­ла на­зы­ва­ет­ся эфе­ме­рид­ным В. (Ephemeris Time, ET). ET рас­смат­ри­ва­лось как не­за­ви­си­мая пе­ре­мен­ная в тео­рии ор­би­таль­но­го дви­же­ния Лу­ны, Зем­ли и др. пла­нет. ET бы­ло оп­ре­де­ле­но МАС в 1952 и ис­поль­зо­ва­лось до 1984.

Вве­де­ние ET при­ве­ло к за­ме­не оп­ре­де­ле­ния еди­ни­цы В. Преж­нее оп­ре­де­ле­ние се­кун­ды в 1960 бы­ло за­ме­не­но сле­дую­щим: се­кун­да есть 1/31556925,9747 часть тро­пи­че­ско­го го­да для мо­мен­та 1900, ян­варь 0, 12 ч эфе­ме­рид­но­го В. Эта се­кун­да на­зва­на эфе­ме­рид­ной. Се­кун­да ET бо­лее по­сто­ян­на по ве­ли­чи­не, чем се­кун­да, оп­ре­де­ляе­мая ср. сол­неч­ны­ми сут­ка­ми, но её го­раз­до труд­нее из­ме­рить. Один из не­дос­тат­ков шка­лы ЕТ – за­держ­ка при её вы­чис­ле­нии и слож­ность прак­тич. реа­ли­за­ции. Не­об­хо­ди­мо про­во­дить на­блю­де­ния тел Сол­неч­ной сис­те­мы, оп­ре­де­лять ко­ор­ди­на­ты тел, срав­ни­вать их с тео­ре­ти­че­ски вы­чис­лен­ны­ми ко­ор­ди­на­та­ми. Лишь по про­ше­ст­вии ми­ни­мум од­но­го го­да мож­но ус­та­но­вить раз­ни­цу ме­ж­ду UT и ET; точ­ность вы­чис­ле­ния этой раз­ни­цы ог­ра­ни­чи­ва­ет­ся точ­но­стью оп­тич. на­блю­де­ний.

Шка­ла ET бы­ла пер­вой шка­лой ди­намич. В. По­вы­ше­ние точ­но­сти на­блю­де­ний и оп­ре­де­ле­ние атом­ной шка­лы В. при­ве­ло к соз­да­нию но­вых ди­на­мич. шкал В. Та­ки­ми шка­ла­ми яв­ля­ют­ся шка­лы ба­ри­цен­три­че­ско­го ди­на­мич. В. (Temps Dynamique Barycentrique, TDB) и зем­но­го ди­на­мич. В. (Temps Dyna­mi­que Terrestre, TDT), ба­ри­цен­три­че­ско­го и гео­цен­три­че­ско­го ко­ор­ди­нат­но­го В. (Temps Coordonné e Barycentrique, TCB, и Temps Coordonnée Geocentrique, TCG), а так­же зем­но­го В. (Temps Terrestre, TT). Они ис­поль­зу­ют­ся для вы­чис­ле­ния ба­ри­цен­трич. или гео­цен­трич. эфе­ме­рид. На уров­не точ­но­сти, с ко­то­рой мо­жет быть оп­ре­де­ле­но ET (по­ряд­ка 0,001 с), эти шка­лы эк­ви­ва­лент­ны.

Шка­ла TT яв­ля­ет­ся ос­но­вой для вы­чис­ле­ния ви­ди­мых гео­цен­трич. эфе­ме­рид не­бес­ных тел и мо­жет счи­тать­ся рав­номер­ной шка­лой В. TT по­ка­зы­ва­ли бы кван­то­вые ча­сы, ес­ли бы они бы­ли рас­по­ло­же­ны на по­верх­но­сти гео­ида. По­строе­ние иде­аль­ной рав­но­мер­ной шка­лы В. ог­ра­ни­че­но не­дос­та­точ­ной пол­но­той зна­ний о строе­нии Сол­неч­ной сис­те­мы, точ­но­стью на­блю­де­ний тел и вы­чис­ле­ния их по­ло­же­ний, а так­же точ­но­стью оп­ре­де­ле­ния мо­мен­тов на­блю­де­ний.

Атомное время

Шка­ла атом­но­го В. ос­но­ва­на на по­ка­за­ни­ях кван­то­вых ча­сов. Еди­ни­ца атом­но­го В. свя­за­на с час­то­той из­лу­че­ния или по­гло­ще­ния энер­гии при пе­ре­хо­де ато­мов из од­но­го кван­то­во­го со­стоя­ния в дру­гое. Совр. шка­ла В., ко­то­рая ис­поль­зу­ет­ся и в ас­тро­но­мии, и в по­все­днев­ной жиз­ни, яв­ля­ет­ся атом­ной шка­лой.

Шка­ла атом­но­го В. (Temps Atomique International, TAI) бы­ла по­строе­на в сер. 20 в. Она ба­зи­ру­ет­ся на ис­поль­зо­ва­нии кван­то­вых стан­дар­тов час­то­ты, ко­то­рые, в свою оче­редь, ос­но­ва­ны на ре­зо­нанс­ном пе­ре­хо­де ато­мов с од­но­го энер­ге­тич. уров­ня на дру­гой. Шка­ла TAI рав­но­мер­на на дли­тель­ных про­ме­жут­ках вре­ме­ни. За еди­ни­цу из­ме­ре­ния В. при­ни­ма­ет­ся атом­ная се­кун­да (се­кун­да СИ), оп­ре­де­ляе­мая в со­от­вет­ст­вии с ре­зо­лю­ци­ей XIII кон­фе­рен­ции Ме­ж­ду­нар. к-та мер и ве­сов (1967) как про­ме­жу­ток В., в те­че­ние ко­то­ро­го со­вер­ша­ет­ся 9192631770 ко­ле­ба­ний, со­от­вет­ст­вую­щих час­то­те элек­тро­маг­нит­ной вол­ны, из­лу­чае­мой ато­мом це­зия ¹³³Cs при ре­зо­нанс­ном пе­ре­хо­де ме­ж­ду энер­ге­тич. уров­ня­ми сверх­тон­кой струк­ту­ры осн. со­стоя­ния при от­сут­ст­вии внеш­них маг­нит­ных по­лей на уров­не мо­ря. Дли­тель­ность се­кун­ды TAI бы­ла вы­бра­на та­кой, что­бы она со­от­вет­ст­во­ва­ла дли­тель­но­сти се­кун­ды ET для 1900.

С 1969 шка­ла TAI ос­но­вы­ва­ет­ся на по­ка­за­ни­ях мн. кван­то­вых ча­сов, рас­по­ло­жен­ных в ла­бо­ра­то­ри­ях раз­ных стран. По­ка­за­ния ча­сов срав­ни­ва­ют­ся ме­ж­ду со­бой с учё­том ре­ля­ти­ви­ст­ских по­пра­вок и объ­е­ди­ня­ют­ся по спе­ци­аль­но раз­ра­бо­тан­но­му ал­го­рит­му, по­зво­ляю­ще­му умень­шить ошиб­ки при вклю­че­нии но­вых или уда­ле­нии из об­ра­бот­ки ста­рых ча­сов. Для вы­во­да TAI не­об­хо­ди­ма син­хро­ни­за­ция ча­сов. Сей­час для этой це­ли ис­поль­зу­ют­ся гло­баль­ные кос­мич. на­ви­га­ци­он­ные сис­те­мы GPS и ГЛОНАСС. На спут­ни­ках ус­та­нов­ле­ны вы­со­ко­ста­биль­ные стан­дар­ты час­то­ты, на ос­но­ве ко­то­рых фор­ми­ру­ет­ся соб­ст­вен­ная атом­ная шка­ла. Учи­ты­вая вре­мя рас­про­стра­не­ния сиг­на­ла от спут­ни­ка, мож­но оп­ре­де­лить по­ка­за­ние на­зем­ных ча­сов в шка­ле GPS или ГЛОНАСС, т. е. син­хро­ни­зо­вать их.

В Рос­сии не­пре­рыв­ным по­лу­че­ни­ем вы­со­ко­точ­ной вре­мя-час­тот­ной ин­фор­ма­ции и дан­ных о вра­ще­нии Зем­ли за­ни­ма­ет­ся Гос. служ­ба вре­ме­ни и час­то­ты (ГСВЧ).

По­сколь­ку шка­ла вре­ме­ни UT1 свя­за­на с вра­ще­ни­ем Зем­ли (ко­то­рое за­мед­ля­ет­ся), а TAI от не­го не за­ви­сит, шка­лы UT1 и TAI не­пре­рыв­но рас­хо­дят­ся. С 1964 ис­поль­зу­ет­ся шка­ла все­мир­но­го ко­ор­ди­ни­ро­ван­но­го вре­ме­ни (Universal Time Coordinated, UTC), ко­то­рая свя­за­на не с су­точ­ным вра­ще­ни­ем Зем­ли, а с атом­ной шка­лой TAI. Она оп­ре­де­ля­ет­ся пу­тём из­ме­не­ния по­ка­за­ний ча­сов, функ­цио­ни­рую­щих в сис­те­ме TAI, на +1 с, что­бы раз­ность UT1–UTC не пре­вос­хо­ди­ла 0,9 c. Это из­ме­не­ние осу­ще­ст­в­ля­ет­ся пре­им. 31 дек. и/или 30 ию­ня. Т. о., шка­ла UTC от­ли­ча­ет­ся от TAI на це­лое чис­ло се­кунд, а от UT1 не бо­лее чем на 0,9 с. Так, 31 дек. 2005 бы­ла до­бав­ле­на оче­ред­ная се­кун­да, и раз­ни­ца ме­ж­ду UT1 и TAI со­ста­ви­ла 33 с.

Сиг­на­лы точ­но­го В., рас­про­стра­няе­мые ра­дио­стан­ция­ми, со­от­вет­ст­ву­ют шка­ле UTC. Шка­лы атом­но­го и ди­на­мич. В. не­за­ви­си­мы как друг от дру­га, так и от шкал сол­неч­но­го и звёзд­но­го В., т. е. от вра­ще­ния Зем­ли. Но по­все­днев­ная жизнь че­ло­ве­ка оп­ре­де­ля­ет­ся вра­ще­ни­ем Зем­ли, по­это­му од­ной из важ­ных за­дач ас­тро­но­мии яв­ля­ет­ся оп­ре­де­ле­ние свя­зи атом­но­го и сол­неч­но­го В. Эта за­да­ча мо­жет быть ре­ше­на лишь с по­мо­щью ре­гу­ляр­ных на­блю­де­ний ра­дио­ис­точ­ни­ков, звёзд и тел Сол­неч­ной сис­темы.