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Delta T - Dynamische Zeit und Weltzeit
In der Himmelsmechanik gibt es verschiedene Zeitbegriffe. Im wesentlichen muß man zwischen der Dynamischen Zeit und der Weltzeit unterscheiden.
Die Dynamische Zeit TD (temps dynamique) ist eine Zeitskala, die zur Messung himmelsmechanischer Ereignisse dient. Positions- und Bedeckungsberechnung kann nur dann sinnvoll erfolgen, wenn diesen Vorgängen eine gleichförmige Zeitskala zugrunde liegt. Diesen Zweck erfüllt die Dynamische Zeit.
Die Weltzeit UT (universal time) hingegen hat den Zweck, die Rotation der Erde, sprich: die Tageslänge, über Jahrtausende hinweg auf genau 24 Stunden zu normieren. Da die Rotation der Erde infolge von Gezeitenreibung und geologischen Einflüssen geringfügige Unregelmäßigkeiten aufweist, muß die Weltzeit eine ungleichförmige Zeitskala sein, um die vorgenannte Anforderung zu erfüllen.
Darin erkennt man schon die Krux: zum einen werden Ephemeriden von Himmelskörpern in der Dynamischen Zeit berechnet, während für die Auf- und Untergangsrechnung die Weltzeit, die mit der Erdrotation und damit mit der Sternzeit zusammenhängt, ausschlaggebend wird. Man muß also zwischen beiden Zeitsystemen umrechnen. Die Differenz wird mit ΔT bezeichnet und es gilt der Zusammenhang
ΔT = TD - UT
Aufgrund der Unregelmäßigkeit der Erdrotation gibt es für die Berechnung dieser Differenz ΔT kein gesichertes Formelwerk; stattdessen werden die Werte über die zurückliegenden Jahre hinweg tabellarisch gelistet oder durch Polynome angenähert. Zufriedenstellende Prognosen über die zukünftige Entwicklung von ΔT gibt es nicht.
Jahr ΔT
1900 -3
1910 +10
1920 +21
1930 +24
1940 +24
1950 +29
1960 +33
1970 +40
1980 +51
1990 +57
2000 +65
Quelle: http://www.phys.uu.nl/~vgent/deltat/deltat.htm
Man sieht: die Differenz zwischen beiden Größen beträgt gegenwärtig mehr als eine Minute. Im 20. Jahrhundert stieg ΔT fast durchgängig an; lediglich im Zeitraum zwischen 1930 und 1940 kam es zum Stillstand oder war sogar rückläufig.
Es gibt zwei Anwendungen, wo dieser Effekt Tragweite erlangt:
• Die schon genannte Auf- und Untergangsrechnung und
• Die Berechnung von Sternbedeckungen
Genaugenommen kennt jeder der beiden Zeitbegriffe weitere Unterteilungen, die zu beschreiben den Rahmen dieser Ausgabe des Zirkulars sprengen würde.
Literatur: Montenbruck/Pfleger, Astronomie mit dem PC
Aus der Forschung
Hufeisenbahnen sind eine besondere Ausprägung von Bahnen im Dreikörperproblem, ähnlich zu den Trojanern. In der Konfiguration einer Hufeisenbahnen stimmen die Umlaufzeiten des zweiten und des dritten Körpers, die beide den ersten Körper umkreisen, relativ gut überein. Die Folge ist, daß der dritte Körper wechselweise auf Bahnen leicht außerhalb bzw. leicht innerhalb der Bahn des zweiten Körpers umläuft. Bei jeder nahen Passage des dritten Körpers mit dem zweiten wechselt der dritte Körper von der inneren Bahn in die äußere und umgekehrt (s. Erklärung zur Dynamik auf der englischen Wikipedia zu Hufeisenbahnen). Im Koordinatensystem, welches sich mit dem zweiten Körper dreht, beschreibt der dritte Körper eine charakteristische Hufeisenbahn. Seit ein paar Jahren sind mehrere Asteroiden bekannt, die gravitativ an eine Hufeisenbahn zur Erde gebunden sind. Normalerweise sind diese Bahnen nicht sonderlich stabil; sie unterliegen den Störungen der übrigen Planeten und zerfallen nach einigen 103 bis 104 Jahren. Eine nordirisches Forscherteam hat eines dieser Objekte, den Asteroiden 2010 SO 16, einer numerischen Simulation unterzogen und festgestellt, daß dieses Objekt eine erheblich größere Verweildauer in der Hufeisenbahn von mehreren 105 Jahren besitzt. Das ist weit mehr als bislang angenommen. Kompletter Artikel...
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