O tempo universal, ou horário universal, abreviado UT ou UT1, é um padrão de tempo baseado na rotação da Terra. Originalmente, correspondia ao tempo solar médio na longitude de 0°, mas é difícil medir a posição do Sol com precisão. Por isso, o UT1 é calculado a partir do ângulo da Terra em relação ao Referencial Celeste Internacional, ou ICRF. Esse ângulo, chamado ângulo de rotação da Terra, ou ERA, substitui o tempo sideral médio de Greenwich. O UT1 é igual em todos os lugares da Terra e deve obedecer à relação
ERA = 2π × (0,7790572732640 + 1,00273781191135448 × Tu) radianos,
em que Tu = data juliana em UT1 − 2.451.545,0.
História Antes da adoção da hora legal, cada município que dispunha de um relógio oficial o acertava pela posição local do Sol, como no tempo solar. Isso bastava até a chegada do transporte ferroviário na Grã-Bretanha, que permitiu percorrer longas distâncias com rapidez suficiente para exigir ajustes constantes nos relógios à medida que um trem passava de uma cidade a outra em seu trajeto diário. A partir de 1847, a Grã-Bretanha adotou o Tempo Médio de Greenwich, ou GMT, o tempo solar médio de Greenwich, na Inglaterra, para resolver esse problema. Todos os relógios da ilha passaram a seguir esse horário, independentemente do meio-dia solar local. Com o uso de telescópios, o GMT era ajustado ao tempo solar médio no meridiano de Greenwich, que passa pelo Observatório Real de Greenwich. Os relógios eram sincronizados por meio de cronômetros ou da telegrafia.
miniaturadaimagem|centro|upright=2.5|Fusos horários do mundo. O número na parte inferior de cada fuso informa quantas horas devem ser somadas ao UTC para obter a hora local.
Com o crescimento do comércio internacional, surgiu a necessidade de um padrão internacional para medir o tempo. Diferentes autores propuseram uma hora "universal" ou "cósmica", como explicado em fuso horário. O desenvolvimento do tempo universal começou na Conferência Internacional do Meridiano. Ao fim da conferência, em 22 de outubro de 1884, anunciou-se que a referência recomendada para a hora mundial, o "dia universal", seria o tempo solar médio local no Observatório Real de Greenwich, contado a partir das 0 horas, à meia-noite média de Greenwich. Isso coincidia com o GMT civil usado na ilha da Grã-Bretanha desde 1847. Já o GMT astronômico começava ao meio-dia médio. O dia astronômico X começava, assim, ao meio-dia do dia civil X. Essa convenção permitia reunir as observações de uma mesma noite sob uma única data. O sistema civil foi adotado a partir das 0 horas do horário civil de 1 de janeiro de 1925. O GMT náutico começava 24 horas antes do GMT astronômico, pelo menos até 1805 na Marinha Real Britânica. Seu uso prosseguiu por muito mais tempo em outros lugares, pois ainda foi mencionado na conferência de 1884. Greenwich foi escolhido porque, em 1884, dois terços das cartas náuticas e dos mapas já o usavam como meridiano primário.
Entre 1848 e 1972, os principais países adotaram fusos horários baseados no meridiano de Greenwich.
Em 1928, a União Astronômica Internacional introduziu o termo Universal Time, ou UT, para designar o GMT com o dia iniciado à meia-noite. O novo termo foi recomendado por ser mais preciso que Greenwich Mean Time, pois GMT podia se referir a um dia astronômico iniciado ao meio-dia ou a um dia civil iniciado à meia-noite. Para a população, que já contava os dias a partir da meia-noite, a escala de tempo continuou a ser apresentada como Tempo Médio de Greenwich.
Quando começaram a ser transmitidos, os sinais horários se baseavam no UT e, por consequência, na rotação da Terra. Em 1955, o Bureau Internacional da Hora, ou BIH, adotou uma proposta de William Markowitz, em vigor a partir de 1 de janeiro de 1956, que dividia o UT em UT0, calculado como antes, UT1, com correção do UT0 para o movimento polar, e UT2, com correções do UT0 para o movimento polar e a variação sazonal. O UT1 era suficiente para "muitas aplicações astronômicas e geodésicas", enquanto o UT2 deveria ser transmitido por rádio à população.
O UT0 e o UT2 logo perderam utilidade com a introdução do Tempo Universal Coordenado, ou UTC. A partir de 1956, a WWV transmitiu um sinal de relógio atômico ajustado em passos de 20 ms para acompanhar o UT1. O desvio de até 20 ms em relação ao UT1 é da mesma ordem de grandeza das diferenças entre UT0, UT1 e UT2. Em 1960, o Observatório Naval dos Estados Unidos, o Observatório Real de Greenwich e o Laboratório Nacional de Física do Reino Unido já haviam desenvolvido o UTC com um método semelhante de ajustes em passos. A reunião da URSI de 1960 recomendou que todos os serviços de hora seguissem o exemplo britânico e estadunidense e transmitissem uma hora coordenada. Para isso, deveriam usar uma frequência com um desvio em relação ao padrão de césio, de modo a acompanhar a progressão prevista do UT2, com ajustes ocasionais conforme a necessidade. A partir de 1 de janeiro de 1972, a definição do UTC passou a exigir que sua diferença em relação ao UT1 não ultrapassasse 0,9 segundo. O UT2 deixou de ser a referência, e seu uso diminuiu.
A hora civil geralmente segue o UTC. Em alguns países, o termo Tempo Médio de Greenwich ainda é usado para se referir ao UT1, na contagem civil do tempo e em almanaques astronômicos e outras obras de consulta. Quando não se exige exatidão superior a um segundo, o UTC pode ser usado como aproximação do UT1. A diferença entre UT1 e UTC recebe o nome de DUT1.
Adoção em diferentes países A tabela apresenta as datas de adoção de fusos horários baseados no meridiano de Greenwich, inclusive os de meia hora.
Ano Países. Os nomes não foram atualizados. 1847 Grã-Bretanha 1868 Nova Zelândia 1880 Irlanda, em toda a ilha 1883 Canadá, Estados Unidos 1884 Sérvia 1888 Japão 1892 Bélgica, Países Baixos, África do Sul 1893 Itália, Alemanha e ferrovias da Áustria-Hungria 1894 Bulgária, Dinamarca, Noruega, Suíça, Romênia e ferrovias da Turquia 1895 Austrália, Natal 1896 Formosa ou Taiwan 1899 Porto Rico, Filipinas 1900 Suécia, Egito, Alasca 1901 Espanha 1902 Moçambique, Rodésia 1903 Ts'intao, Tientsin 1904 Litoral da China, Coreia, Manchúria, Bornéu do Norte 1905 Chile 1906 Índia, exceto Calcutá, Ceilão ou Sri Lanka, e Seicheles 1907 Maurício, Chagos 1908 Ilhas Faroé, Islândia 1911 França, Argélia, Túnis, muitas possessões francesas ultramarinas, Índias Ocidentais Britânicas 1912 Portugal e possessões ultramarinas, outras possessões francesas, Samoa, Havaí, Midway e Guam, Timor, arquipélago de Bismarck, Jamaica, Bahamas 1913 Honduras Britânicas, Daomé 1914 Albânia, Brasil, Colômbia 1916 Grécia, Polônia, Turquia 1917 Iraque, Palestina 1918 Guatemala, Panamá, Gâmbia, Costa do Ouro 1919 Letônia, Nigéria 1920 Argentina, Uruguai, Birmânia, Sião 1921 Finlândia, Estônia, Costa Rica 1922 México 1924 Java, União Soviética 1925 Cuba 1928 Interior da China 1930 Bermudas 1931 Paraguai 1932 Barbados, Bolívia, Índias Orientais Neerlandesas 1934 Nicarágua, leste do Níger Até 1936 Labrador, ilha Norfolk Até 1937 Ilhas Cayman, Curaçao, Equador, Terra Nova Até 1939 Fernando Pó, Pérsia Até 1940 Ilha de Lord Howe 1940 Países Baixos Até 1948 Áden, ilha de Ascensão, Bahrein, Somalilândia Britânica, Calcutá, Guiana Neerlandesa, Quênia, Estados Malaios Federados, Omã, Estabelecimentos dos Estreitos, Santa Helena, Uganda, Zanzibar Até 1953 Rarotonga, Geórgia do Sul Até 1954 Ilhas Cook Até 1959 República das Ilhas Maldivas Até 1961 Ilhas dos Amigos, ilhas Tonga Até 1962 Arábia Saudita Até 1964 Ilhas Niue 1972 Libéria
Com exceção do Horário do Nepal, UTC+05:45, do fuso horário padrão Chatham, UTC+12:45, usado nas Ilhas Chatham, na Nova Zelândia, e do fuso horário centro-ocidental, UTC+08:45, usado sem reconhecimento oficial em Eucla, na Austrália Ocidental, e nas áreas próximas, todos os fusos horários em uso têm uma diferença em relação ao UTC que é múltipla de meia hora e, na maioria dos casos, de uma hora.
Medição
O tempo universal era calculado pela observação da posição do Sol no céu. Os astrônomos, porém, constataram que era mais preciso medir a rotação da Terra observando a passagem diária das estrelas pelo meridiano. O UT em relação ao Tempo Atômico Internacional, ou TAI, é determinado por observações das posições de objetos celestes distantes, como estrelas e quasares, com a técnica de interferometria de longa linha de base, ou VLBI. Esse método permite determinar o UT1 com uma precisão de 15 microssegundos ou melhor.
miniaturadaimagem|"Mostrador universal" de 1853 com os horários relativos de "todas as nações", antes da adoção do tempo universal.
A rotação da Terra e o UT são monitorados pelo Serviço Internacional de Sistemas de Referência e Rotação da Terra, ou IERS. A União Astronômica Internacional também participa da definição dos padrões, mas a decisão final sobre os padrões de transmissão cabe à União Internacional de Telecomunicações, ou UIT.
A rotação da Terra apresenta irregularidades e desacelera muito lentamente por causa da aceleração de maré. A duração do segundo de efemérides se baseou em observações astronômicas de 1750 a 1892, analisadas por Simon Newcomb para calcular o movimento do Sol. Esses fatores fazem com que o dia solar médio tenha, em média, uma duração um pouco maior que os 86.400 segundos do SI que convencionalmente compõem um dia. Como o UT avança de modo ligeiramente irregular, os astrônomos introduziram o tempo de efemérides, depois substituído pelo tempo terrestre, ou TT. O tempo universal é determinado pela rotação da Terra, que se afasta dos padrões mais precisos de frequência atômica. Por isso, é necessário ajustar esse tempo atômico com o chamado segundo intercalar, pois, em 2019, a hora transmitida ainda era mantida aproximadamente sincronizada com o tempo solar. O padrão civil de tempo e frequência transmitido acompanha de perto o Tempo Atômico Internacional, com ajustes ocasionais em passos, ou "saltos", para evitar que se afaste demais do tempo solar médio.
O tempo dinâmico baricêntrico, ou TDB, uma forma de tempo atômico, é usado no cálculo das efemérides dos planetas e de outros objetos do Sistema Solar por duas razões.. A rigor, o Laboratório de Propulsão a Jato, um dos principais produtores de efemérides, usa uma escala própria, Teph, funcionalmente equivalente ao TDB. Primeiro, essas efemérides se baseiam em observações ópticas e por radar do movimento dos planetas, e a escala TDB é ajustada para que se cumpram as leis de Newton, com as correções da relatividade geral. Segundo, as escalas de tempo baseadas na rotação da Terra não são uniformes e, por isso, não são adequadas para prever o movimento dos corpos do Sistema Solar.
Versões O UT1 é a principal forma de tempo universal. Há outros padrões de tempo pouco usados que também recebem esse nome e diferem do UT1 em até 0,03 segundo.
UT0 é o tempo universal determinado em um observatório pela observação do movimento diurno de estrelas ou de fontes de rádio extragalácticas, e também por medições de distância da Lua e de satélites artificiais da Terra. A posição do observatório tem coordenadas fixas em um referencial terrestre, como o Referencial Terrestre Internacional, mas a posição do eixo de rotação da Terra se desloca sobre a superfície terrestre. Esse fenômeno é o movimento polar. O UT0 não contém correções para esse movimento, que são aplicadas ao UT1. A diferença entre UT0 e UT1 é da ordem de algumas dezenas de milissegundos. A designação UT0 deixou de ser usada com frequência. UT1R é uma versão suavizada do UT1, da qual se filtram as variações periódicas causadas pelas marés. Seu cálculo tem 62 termos de suavização, com períodos de 5,6 dias a 18,6 anos.IERS, "UT1R". O UT1R ainda é usado na literatura técnica, mas raramente fora dela. UT2 é uma versão suavizada do UT1, da qual se filtram as variações sazonais periódicas. Seu interesse é sobretudo histórico, e seu uso tornou-se raro. É definido por
em que t é o tempo expresso como fração do ano besseliano.
Ver também