質心座標時( Barycentric Coordinate Time,縮寫的TCB來自法語的Temps-coordonnée barycentrique)是一個座標時間標準,旨在做為所有在太陽系與行星、小行星、彗星及太空船軌道計算時的獨立變數。它等同於一個座標系共動的時鐘靜止時所經歷的固有時間,該座標系位於太陽系的質心:也就是說,一個執行與太陽系完全相同運動,但位於系統重力井之外的鐘。因此,它不受太陽及系統其他部分所造成的重力時間膨脹影響。TCB是質心天體參考系統的時間座標(BCRS)。
TCB於1991年由國際天文學聯合會(IAU,International Astronomical Union)在第21屆大會建議III中定義。它原本是做為1976年有爭議的質心力學時(TDB)定義的替代方案之一。與過去的天文時間尺度不同,TCB 是在廣義相對論的脈絡中定義的。TCB與其它相對論時間尺度之間的關係以完全一般相對論度量來定義。TCB與地心座標時間(TCG)之間的轉換,可用不大於5\times 10^{-18}的不確定性率近似為:
\begin{align}
TCB-TCG & = c^{-2} \left[ \int_{t_0}^t \left(\frac{v_E^2}{2} + w_{0ext}(\mathbf{x}_E)\right) dt + v_E^i r_E^i \right] \\
& - c^{-4} \left[ \int_{t_0}^t \left(-\frac{1}{8} v_E^4 -\frac{3}{2} v_E^2 w_{0ext}(\mathbf{x}_E) + 4 v_E^i w_{ext}^i (\mathbf{x}_E) +\frac{1}{2} w_{0ext}^2(\mathbf{x}_E) \right) dt \right. \\
& \qquad \qquad \left. -\left (3 w_{0ext}(\mathbf{x}_E) + \frac{v_E^2}{2}\right)v_E^i r_E^i \right]
\end{align}
此處的x^i_E和v^i_E是地心的質心座標位置與速度,r^i_E = x^i-x^i_E與x^i是觀察者的質心位置, t=TCB、t_0TCB和TCG的起源被定義為1977 1月1日00:00:00,TAI是1977年1月1日00:00:32.184 TCG / TCB,w_{0ext}(\mathbf{x}_E)是所有太陽系天體(除地球外)在地心評估的重力勢能的和;同樣地,\scriptstyle \sum_A \frac{G M_A}{r_A}和w^i_{ext}(\mathbf{x}_E)也是 \scriptstyle \sum_A \frac{G M_A}{r_A} v^i_A的和。此近似捨棄了r_E^i的高階次方,因為它們被發現可以忽略不計。
由於TCB的參考系不受太陽系造成的重力勢影響。因為TCB的滴答速度比地球表面的時鐘還快1.550505 × 10−8(約每年490毫秒),因此,用於TCB計算的物理常數值與傳統物理常數值不同(傳統值在某種意義上是錯誤的,包含時間尺度差異的修正)。將大量現有軟體從TDB轉換到TCB是一項持續的任務,許多計算仍以某種形式繼續使用TDB。
TCB刻度上的時間座標通常以傳統的日期表示方式指定,這些方法繼承自基於地球自轉的略有不均勻時間標準。具體來說,同時使用了儒略曆和格里曆。為了與其前身曆書時]的連續性,TCB預計在儒略曆2443144.5(1977年1月1日T00Z)左右與曆書時相符。更精確地說,定義為TCB即時1977年1月1日T00:00:32.184精確對應於國際原子時(TAI)時刻1977年1月1日T00:00:00.000,位於地心。這也是TAI引入重力時間膨脹修正的時刻。
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*地球時
參考文獻
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