Zaman Sistemleri 2 - Güneş Sistemindeki Uzay Cisimlerinin Yörünge Hareketlerini Esas Alan Sistemler

Güneş sistemindeki uzay cisimlerinin yörünge hareketlerini esas alan sistemler yerkürenin kendi ekseni etrafındaki günlük dönme hareketinden bağımsızdır.

1. Efemeris Zamanı (Ephemeris Time, ET)

Newcomb’un “Table of the Sun (1895)” isimli çalışmasıyla bir tropik yıl uzunluğu 1900 yılı 12.00 epoğu için belirlenmiştir [1]. Bu yılın 1/31556925.9747 katı, 1956’daki saniye tanımına karşılık kabul edilmiştir. 1960-1983 yılları arasında kullanılmıştır. 1984 yılında yerini dinamik zaman ölçeklerine bırakmıştır.

Albert Einstein tarafından ortaya konulan özel görelilik (1905) ve genel görelilik (1915) teorileri, zaman ölçekleri tanımlanırken dikkate alınması gereken bir gerçeklik olarak ortaya çıkmıştır. Özel görelilik, birbirine göre göreli hareket hâlindeki iki cisimden gözlenen cisimdeki zamanın gözlemciye göre daha yavaş aktığını ortaya koymuştur. Genel görelilik ise bir kütle merkezine yaklaştıkça zamanın daha yavaş akacağını söylemektedir.

2. Dinamik Zaman (Dynamic Time, DT)

Ölçme ve gözlem tekniklerinin gelişmesi, görelilik teorisinin ortaya konulması ve yerkürenin dönüşündeki düzensizliklerin onu ideal bir zaman ölçeği belirleme noktasında yetersiz kılması gibi sebepler efemeris zamanının yerine Güneş sistemi dinamiklerine ve görelilik teorisine dayanan yeni bir zaman ölçeği tanımlanması gerektiğini göstermiştir. Bu zaman tanımları efemeris zamanının devamı niteliğindedir. Ancak güneş-merkezcil (baricentric) ve yer-merkezcil (geocentric) gibi ilgili referans sistemine karşılık gelecek şekilde ortaya konulmuştur. Sürekliliğin sağlanması için Uluslararası Atomik Zaman (Fr. Temps Atomique International, TAI) ile ilişkilendirilmiştir [2].

·       Yersel dinamik zaman (Fr. temps dynamique terrestre, TDT): Güneş sistemindeki gök cisimlerinin yersel efemerislerine dayalı olarak oluşturulan dinamik zaman ölçeğidir. Yersel atom fiziğinin zaman ölçeğiyle özdeştir. 1984-2000 yılları arasında yerküreyi referans alan çalışmalar için zaman ölçeği olarak kullanılmıştır. 1984 yılında ET’nin yerini almış, 2001 yılında ise yerini yersel zaman ölçeğine (Fr. temps terrestre, TT) bırakmıştır.

·       Barisentrik dinamik zaman (Fr. temps dynamique barycentrique, TDB):  Güneş sistemindeki gök cisimlerinin barisentrik efemerislerine dayalı olarak oluşturulan dinamik bir zaman ölçeğidir. Güneş sisteminin kütle merkezini referans alan çalışmalar için zaman ölçeği olarak kullanılmıştır. TDB ile TDT arasındaki fark, esas olarak yerkürenin yörüngesinin eksantrikliğinden kaynaklanan rölativistik etkiler sebebiyle ortaya çıkmaktadır ve bu durum periyodik değişimler üretmektedir.

·       Yersel zaman (Fr. temps terrestre, TT): TDT ile TDB arasındaki farkın önemli olmadığı durumlarda kullanılmaya başlanmıştır. 1991 yılında SI saniyesi ve genel görelilik teorisi ile tutarlı olacak şekilde tanımlanmıştır. 2001’den itibaren yersel referanslı çalışmalarda TDT’nin yerini almıştır. Yer gravite alanı içerisindeki hareket için düzenli bir zaman ölçeği oluşturmaktadır. GPS uydu yörüngelerinin hesaplanmasında kullanılmaktadır.

·       Yersel eş güdümlü zaman (Fr. temps-coordonnée géocentrique, TCG): Presesyon-nutasyon, Ay ve yapay uydulara ilişkin hesaplamalarda zamanın bağımsız değişken olarak kullanılması için ortaya konulmuş bir eş güdümlü zaman standardıdır. Yerkürenin merkezi ile birlikte hareket eden bir koordinat çerçevesinde bulunan bir saatin deneyimlediği “öz zaman (proper time)” olarak tanımlanabilir. Daha açık bir ifadeyle, burada sözü edilen saat, yerküre ile tam olarak aynı hareketi gerçekleştirmekle beraber yerkürenin çekim etkisinin dışındadır. Bu nedenle yerçekiminin neden olduğu zaman genleşmesinden etkilenmez. 1991 yılında TT ile birlikte tanımlanmıştır.

·       Barisentrik eş güdümlü zaman (Fr. temps-coordonnée barycentrique, TCB): Güneş sistemindeki gezegenlere, asteroitlere, kuyruklu yıldızlara ve gezegenler arası uzay araçlarına ilişkin tüm hesaplamalarda zamanın bağımsız değişken olarak kullanılması için ortaya konulmuş bir eş güdümlü zaman standardıdır. Güneş sisteminin merkezi ile birlikte hareket eden bir koordinat çerçevesinde bulunan bir saatin deneyimlediği öz zaman olarak tanımlanabilir. Daha açık bir ifadeyle, burada sözü edilen saat, Güneş sistemi ile tam olarak aynı hareketi gerçekleştirmekle beraber Güneş sisteminin çekim etkisinin dışındadır. Bu nedenle Güneş sisteminin çekim etkisinin neden olduğu zaman genleşmesinden etkilenmez. 1991 yılında TT ile birlikte tanımlanmıştır [3].

KAYNAKLAR:

[1] Newcomb, S., 1898, Tables of the motion of the earth on its axis and around the sun, Astronomical Papers, Washington.

[2] McCharty, D. D., Seidelmann, P. K., 2009, Time from Earth rotation to atomic physics, WILEY-VCH Verlag, Weinheim.

[3] Kaplan, G. H., 2005, The IAU resolutions on astronomical reference systems, time scales, and Earth rotation models; explanation and implementation, U.S. Naval Observatory Circular 179, Washington, DC.