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白玉京:月球時間,不能由美國說了算
【文/觀察者網專欄作者 白玉京】
地球上的北京時間8點,在月球上又該是幾點?這個看似簡單的問題,實際上卻牽涉復雜的科學計算和政治博弈。
近日,美國國家航空航天局(NASA)明確表示,不能直接將地球的“協調世界時”(UTC)應用于月球。如今,中美兩國正緊鑼密鼓地推進各自的載人登月計劃,而美國急于搶占先機,白宮指示NASA牽頭制定一套名為“月球協調時”的時間體系。這一體系的制定不僅是為了科研的基準,更是為了甩開競爭對手,進一步鞏固美國在太空領域的主導地位。
定義月球時間,絕不僅僅是技術問題,這是關乎國際規則制定權的原則性問題。美國能做,中國為什么不能做?中國有沒有能力去做?
國際月球科研站的建立和運營,離不開月球時間的定義
地球上的世界協調時是怎么建立的
美國“阿波羅計劃”,是一個短期性計劃,有點像是到此一游,打卡后就匆匆離去,不考慮長期駐守。而中國載人登月計劃是一個長期性計劃,三步走為“探”、“登”、“駐”,遠期打算建立有人值守的月球基地。目前的嫦娥六號等飛行器正在邁出堅實的第一步,第二步為登月,第三步為無人駐月和有人駐月。
這里就浮現出一個基礎性問題,月球某地的太空港起飛的飛船,需要向旅客精確地說明,現在是月球時間幾時幾分,換算為地球時間幾點幾分。
地球上的協調世界時顯然不能直接搬到月球上,原因有很多。月球上的時間比地球快,只是其中一個原因。地球上的時間和月球上的時間并不完全一樣,受到引力等因素的作用,月球表面時間比地球表面時間每個地球日快57.5微秒。其它原因還有月球自轉周期與地球自轉周期完全不同等等。
建立月球時間體系之前,我們需要先快速地復習一下地球時間體系的建立。
協調世界時的定義,有幾個關鍵要素,如地球的自轉和公轉周期,本初子午線的選擇,時區的劃分等等。物理規則人類無法更改,人類能做的是定義算法和優化算法,讓算法更為精確。
格林威治子午線已成為游客打卡勝地
歷史上,本初子午線的選定曾經引發過無數爭論。法國曾力推穿越巴黎天文臺的巴黎子午線,而英國則極力主張通過格林威治子午線。更早些時候,教皇子午線也曾被提議。然而,最終大家都知道,在1884年于華盛頓舉行的國際子午線會議上,格林威治子午線被選定為本初子午線,在時間定義中發揮了至關重要的作用。
格林威治子午線被定義為0度經線,經過英國格林尼治皇家天文臺。這條經線不僅是全球經度系統的起點、時間基準的起點,也是時區劃分的起點。它為全球經度測量提供了統一標準,并成為全球時間系統(如世界時和協調世界時)的基準。這一地理起點極大地促進了國際間的合作與交流。
本初子午線的選定,無疑與當時的經濟實力、科技實力、軍事實力密切相關。當時的大英帝國如日中天,其海軍實力和海上貿易全球首屈一指,航海家們習慣于將格林威治子午線作為導航依據。英國通過與各國的貿易和科學交流,將格林威治子午線作為標準推廣至全球,格林威治天文臺在當時也擁有世界上最先進的天文觀測設備和技術。
自18世紀開始,天文學家們不斷進行精確的天文觀測和研究,積累了豐富的天文數據。通過對天體的觀測和測量,精確地確定了格林威治的地理位置和時間標準。他們還研究了地球自轉的規律,為建立全球統一的時間計量體系提供了重要的科學依據。格林威治天文臺在天文學領域的卓越成就和聲譽,使其成為國際上公認的重要科研機構。
原子鐘幫助我們更精確地計時
隨著科技的不斷發展,高精度的原子鐘成為協調世界時的核心技術支撐,它們為協調世界時提供了準確的時間基準。國際計量局(BIPM)負責收集和處理來自全球約80個國家的400多臺原子鐘的數據,通過復雜的算法進行加權平均,得到國際原子時。
這些原子鐘分布在世界各地的主要計量機構、科研院所和天文臺。從基于地球自轉的世界時,到參考地球公轉的歷書時,再到基于國際原子時的地球時,地球時間體系變得越來越精確。
從某種意義上來說,我們如今使用的協調世界時,或可被稱為大英帝國的遺產,我們一直在這個遺產上修修補補。從理論上說,當然可以選擇以巴黎子午線構建本初子午線,進行零時和時區的設定。但是非常遺憾,法國當時的國力和對世界的影響力遠不如英國,無法得到更多國家的認可。
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本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯: 小婷 
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