在上一篇文章《星辰大海：时间（一）一天是多久？》中我们讨论了太阳的一天，恒星的一天，原子的一天。
| 时间 | 参照根据 |
|---|---|
| 太阳时 | 太阳经过天顶的时刻 |
| 恒星时 | 春分点经过天顶的时刻 |
| 原子时 | 原子基态两个超精细能级间跃 |
其中太阳时又分为真太阳时与平太阳时，恒星时分为真恒星时与平恒星时，“平”表示平均的含义，平均的原因是真实的运动是不均匀的。当然，原子时因为本身的周期刻度就是均匀的，所以没有平原子时一说。
不过到目前为止，上面的这5项时间都不是我们日常生活中使用的时间，不是手机上看到的时间，不是新闻联播前整点报时的时间。那么，今天我们聊一聊生活中使用的时间。
地球的运动
在哥白尼之后的时代，人类知道了地球不是宇宙的中心，地球除了自身的自转还要绕着太阳公转，而整个太阳系围绕着银河系中心运动着……地球的运动可以分为两个部分：
一、作为质点运动：如果把地球抽象为宇宙中的一个质点，那么这个质点的运动就十分像中学物理题中的质点，这个质点在外力的作用下产生运动的加速度。这个加速度主要是太阳对地球的万有引力的结果。
二、自身姿态运动：在质点运动的基础上，地球还会绕着自己的自身旋转、旋转、旋转，十分像盗梦空间莱昂纳多手里拿个旋转着的小陀螺，不停的旋转。
旋转的地球陀螺
陀螺在旋转的时候，总是绕着中心的一个看不见的自转轴旋转，地球也是一样，有一个看不见的自转轴通过地球的南北极，地球就是绕着这个自转轴旋转。
我们不知道莱昂纳多的那个小陀螺最后有没有停下，但我们知道，平时转起来的硬币总是会倒下（你如果十分厉害能让硬币最后立起来就当我没说……）在陀螺、硬币旋转的过程中，尤其是快倒下的时候，我们能感受到它们的自转轴发生了剧烈的抖动，最后失去平衡。
地球的自转轴也是如此，虽然地球不会倒下（即使倒下也只是换个角度继续旋转吧，手动滑稽），但是地球的旋转轴确实无时无刻不在变化。影响地球自转轴变化的因素可以分为两方面：
- 进动：地球的自转轴绕着另一个中心轴缓慢转动的过程（旋转的自转轴也在旋转，晕不晕），地球自转轴进动的角度为23.5度，周期大约是2万6千年，地球自转轴旋转的这种现象也称为岁差。
- 章动：地球自转轴在进动的旋转中又叠加的一个抖动，就是说自转轴与进动的中心轴的夹角基本上是23.5度，不过有时稍微大些，有时又稍微小些。章动的周期是18.6年，振幅只有9.2秒。
地表的运动
从宇宙角度看，地球是一个运动着旋转的陀螺。但对于生活在地球表面的人类来说，问题是，地球的表面在旋转的时候并不完全按照上面的进动、章动的方式旋转。夸张点说，就好比有个充满水的气球，我们用手转了一下，这个气球的皮和里边的水在旋转时是相互分离的，是不同的。
对于地球表面，与地球陀螺的差别并没有那么大。上面说，地球绕着一个通过南、北极的自转轴在旋转，实际上，在地球表面看来，这个自转轴通过地球表面的“南极、北极”的位置是不断变化的。
也就是说，地球表面就像是地球陀螺的一件外套，这件外套不是紧身的，在地球陀螺旋转的时候，这件外套稍微有点跑偏。而对于这个跑偏的描述，称为极移。
外星人看到的地球表面
如果宇宙中的一个外星人看得到地球表面的话，忽略地球抽象为质点的运动，可以将地球表面的旋转运动分为四个部分：
| 名称 | 内容 |
|---|---|
| 进动 | 地球自转轴绕另一个中心轴缓慢旋转 |
| 章动 | 地球自转轴进动时叠加的一个微小的抖动 |
| 自转 | 地球陀螺绕地球自转轴旋转 |
| 极移 | 地球表面相对于地球自转轴跑偏的程度 |
这四个部分中，自转是旋转运动最显著的部分，是产生太阳时、恒星时最主要的因素。
再说恒星时
前面讨论的恒星时是根据春分点定义的。前面我们了解了地球陀螺在空间中的旋转包含了进动、章动、自转三个部分，而地球表面相对于地球陀螺还有一定的极移。
事实上，春分点相对于地球的运动就是进动、章动、自转三个部分，以此定义的恒星时就是真恒星时。另外，如果通过平均消除章动，仅考虑进动、自转两部分引起的春分点变化，以此定义的恒星时就是平恒星时
再说太阳时
太阳时就是根据太阳相对地球的运动定义的。平太阳是在黄道上假象一个运动速度保持不变的点作为平太阳，以此定义的平太阳时刻度较为均匀。这里的平太阳、真太阳的关系与前面说的进动、章动、自转、极移没有直接联系。
世界时
世界时是格林尼治所在地的平太阳时。这样定义使全世界拥有了统一的时间基准，在1967年原子时诞生前，世界时是一个最实用的时间。至此，世界时已经很接近今天生活中使用的时间了，不过还差一点。
世界时本质是平太阳时，平太阳时依赖的是一个假象的运动目标平太阳，为了计算这个平太阳的运动规律，需用地面上许多天文台观测恒星的数据进行反算。通过天文台测量直接计算出来的世界时，称为UT0（0号世界时）。
UT0的不足之处是，地球表面的天文台相对于地球陀螺存在着“极移”，以测量数据直接计算的平太阳时不能直接反应地球陀螺自转的部分，那么在UT0的基础上进行极移修正，就得到了UT1（1号世界时）。
除了UT0，UT1，在UT1的基础上再修正地球陀螺自转的不均匀部分，使得时间刻度更加均匀，就得到了UT2（2号世界时），2号世界时由于时间刻度根据均匀的原子时的出现基本没有应用了。
协调世界时
至此，我们已经知道：
- 世界时反映地球陀螺的自转，与日升日落的自然现象相一致。不过，虽然进行了很多努力，将世界时的刻度定义的更加均匀（如UT2），但是复杂的定义不利于实际使用，使用的效果也没有那么好。
- 原子时是1967年，人类进入物理微观领域后的一项重大应用成果，原子时将时间刻度的均匀性极大的提高。但是其本身与日升日落的自然时间没有直接联系。
铛铛，下面隆重推出协调世界时（UTC）。UTC采用了原子时的秒长，并且与世界时的天长基本一致。
- 原子时的秒长保证了UTC时间刻度的均匀性
- 世界时的天长保证了UTC时间与日升日落的自然现象相统一
跳秒是怎么回事
那么问题来了，UTC是怎么将原子时、世界时协调的，UTC协调的是什么？
1天=24个小时，1小时=60分钟，1分钟=60秒钟，1天=86400秒钟，这是我们对于一天时间的基本认知。事实上，如果以原子时的秒长度量，世界时的1天<86400秒钟，而且，世界时的1天究竟等于多少秒也是在不断变化。
细心的你已经发现了，如果世界时的1天<86400秒钟，而我们依然按照1天=24小时，1小时=60分钟，1分钟=60秒钟这样生活，那么总会有这样一天，在00:00:00时是白天，而在12:00:00时是黑夜。
UTC协调世界时，协调的就是世界时UT1的1天与原子时86400秒钟的差别，如果发现UT1与UTC之间积累的差别超过了0.8秒，那么就让UTC少走1秒。采取的方式是在接下来的1月1日或者7月1日的00:00:00分进行闰秒，也称为跳秒。
比如说，2017至2018的跨年时间是这么度过的：
- 2017-12-31 23:59:59
- 2018-01-01 00:00:00
- 2018-01-01 00:00:01
而2017年1月1日就有一次跳秒，2016年至2017年的跨年时间是酱婶的：
- 2016-12-31 23:59:59
- 2016-12-31 23:59:60
- 2017-01-01 00:00:00
- 2017-01-01 00:00:01
你发现了是怎么跳秒的了吗？
协调世界时就是今天日常生活中说的时间。我们手机上、广播中、电视上看到的、听到的时间就是按照时区修正的UTC时间。
今天就先到这里吧。
- 能够精确定位的GPS使用的是UTC时吗？
- 研究太空中的卫星，使用的时间有什么不同？
- 人类想要进入星辰大海，应该如何计量时间？
欢迎关注后续星辰大海：时间系列