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基于广义相对论原理的月时与地球时间变换

广义相对论与量子宇宙学 2025-11-20 v1

摘要

月时计量学需要建立一个超越地球的统一时钟框架,要求独立的月体时钟系统进行时间计量、传播与历法。近期美国文献在相对论框架下定义了月坐标时间(Lunar Coordinate Time, LTC),并提出了地球时间(TT)到LTC的转换公式。然而,该转换公式的推导过程与假设条件备受争议。通过将太阳系内的复杂动力学分解为层级化的广域(外部问题)与局域(内部问题)层面,可简化问题建模。以广义相对论的对称性与守恒律为基础,爱因斯坦的理论强调两个关键原则:(i)平等加权:多层级坐标系统之间的关系是独立且自相似的(类似分形结构)。(ii)*局域性*:物理定律仅在局部坐标系中保持形式不变。具体而言,非旋转坐标系对应于粒子测地线上的Frenet坐标系。保持物理定律不变性要求将旋转参考系严格限制在局域范围内;使用遥远天体来定义以地球为中心的坐标系系统,违反了广义相对论的局域性原理。本文推导了坐标时间与固有时间之间的关系,并以地球-月体系统为中介,得到了LTC与TT之间的简化转换公式。提出了一个独立且普适的月体标准时间框架。关键在于,推导出的坐标时间转换系数表现出长期的secular变化(缓慢的线性变化),该变化可通过精确的地球-月体时间比较进行测量与预测。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.15456,
  title  = {Lunar and Terrestrial Time Transformation Based on the Principle of General Relativity},
  author = {Min Liu and Jing-Song Ping and Wen-Xiao Li and Zhou-Jian Cao and Jie Yang and Yong-Jun Wang and Hong-Bo Jin and Wen-Zhao Zhang and Ming-Xue Shao and Jian-Guo Yan and He-Zhen Yu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.15456},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages, 3 figures