广义相对论中的月球时间
广义相对论与量子宇宙学
2025-01-14 v2 天体物理仪器与方法
空间物理
摘要
我们基于IAU 2000决议，引入了月球坐标时间(TCL)的广义相对论定义，为相对参考系提供框架。从这一基础出发，我们推导描述TCL相对于地心坐标时间(TCG)相对速率的转换方程，用于各种月面时钟位置。该方程是构建TCL-TCG时间转换算法的基石。利用该算法，我们可以计算原子钟置于月球上相对于置于地球上相同时钟的速率的secular和周期性变化。算法考虑了包括月球围绕地球运动引起的时间膨胀、地球和月球的引力势能，以及由太阳及其他主要行星引起的潮汐扰动导致的直接和间接时间膨胀效应。我们的做法对TCL-TCG转换提供了惊人的细节，精度达到数纳秒，覆盖以地球引力场为主导的空间体积，即Hill球，这一球体从地球延伸至约150万公里，显著包含月球轨道。为验证月坐标时间的方法论，我们将其与应用于地球-月球系统的局部惯性系数学形式进行比较，并确认其等效性。
引用
@article{arxiv.2407.04862,
title = {Lunar Time in General Relativity},
author = {Sergei M. Kopeikin and George H. Kaplan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.04862},
year = {2025}
}
备注
37 pages, 7 figures, 2 tables, appendix