ระบบเวลาที่ใช้อ้างอิงบนโลกของเรา The world standard time system

เมื่อเรารู้ว่า Time หรือเวลา กำหนดอย่างไรแล้ว เราก็สามารถกำหนดมาตรฐานเวลาที่สามารถนำมาใช้ในการอ้างอิงหรือเปรียบเทียบได้ โดยปัจจุบันเรามีการอ้างอิงเวลาหรือบอกเวลากันได้ดังนี้

• GMT (Greenwich Mean Time)
• TAI (International Atomic Time)
• UTC (Universal Time Coordinated)
• UT (Universal Time)
• LORAN

จากการแบ่ง Standard Time Zone ออกเป็น 24 ชั่วโมงนั้น จะถือเอาเส้นสมมุติที่ลากในแนวเหนือ-ใต้ ผ่านหอดูดาวเมือง Greenwich (The Observatory of Greenwich) ในประเทศอังกฤษ เป็นเส้นเมอริเดียนหลัก (The Prime Meridian) และเวลาที่ใช้อ้างอิงหลัก ซึ่งในการใช้ Standard time ก็จะใช้เวลาที่เป็น Mean Solar Time ของเมือง Greenwich เป็นเกณฑ์ ดังนั้น เราจึงเรียกเวลาหลักนี้ว่า เรียกว่า "Greenwich Mean Time" (GMT) นั่นเอง ซึ่งปัจจุบัน "The Observatory of Greenwich" ได้เปลี่ยนชื่อเป็น "The Royal Greenwich Observatory" และหอดูดาวก็ได้ย้ายไปเมือง Hailsham, East Sussex ตั้งแต่ช่วงปี คศ.1950s แล้วก็ตาม แต่สถานที่ดั้งเดิมดังกล่าว ก็ยังถือว่าเป็นสถานที่สำหรับอ้างอิง 0 องศาลองติจูด (Longitude 0)

เมื่อเริ่มต้น ในปี พ.ศ.2427 (ค.ศ.1884) นั้น การนับเวลาแบบ GMT ในแต่ละวันนั้น จะนับเวลาเริ่มต้นที่ 0 นาฬิกา (0000 GMT) ในตอนเที่ยงวัน (เนื่องมาจากใช้ Mean Solar Time เป็นหลักนั่นเอง) ซึ่งก่อให้เกิดความสับสนเป็นอย่างมาก จนกระทั่ง ในปี พ.ศ.2468 (ค.ศ. 1925) ได้มีการกำหนดใหม่ ให้เวลา GMT เริ่มต้นวันใหม่ ที่ตอนเที่ยงคืนดังเช่นในปัจจุบัน

GMT เวลามาตรฐานสากล ย่อมาจาก Greenwich Mean Time ซึ่งหมายถึงเวลาที่เมือง “กรีนิช” ซึ่งเป็นเขตการปกครองของกรุงลอนดอน สหราชอาณาจักร ตั้งอยู่ทางตะวันออกเฉียงใต้ของประเทศอังกฤษ โดยการบอกเวลา GMT นั้นจะมีค่าเครืองหมาย + หรือ - ตามด้วยตัวเลขต่อท้ายซึ่งจะหมายถึง เวลาที่เร็วหรือช้ากว่าเวลาที่เมืองกรีนิชนั่นเอง ตัวอย่างเช่น ประเทศไทยอยู่ที่ GMT+7 หมายถึง เวลาของประเทศไทยจะเร็วกว่าเวลาที่เมืองกรีนิช 7 ชั่วโมง สมมุติว่าที่กรีนิชเป็นเวลาเที่ยงคืนประเทศไทยจะเป็นเวลา 7 โมงเช้า เป็นต้น แต่ทั้งนี้ก็ไม่ได้หมายความว่าแต่ละประเทศจะมีค่าตัวเลขแค่ตัวเดียว ซึ่งขึ้นอยู่พื้นที่ของประเทศนั้นด้วย ตามอาณาบริเวณองศา หรือ Zone ที่ครอบคลุม เช่น อินโดนีเซีย ซึ่งเป็นประเทศที่กว้างมาก มีพื้นที่ทอดเป็นแนวยาวจากทิศตะวันออกไปทิศตะวันตก รวมระยะทางถึง 5,300 กิโลเมตร ทำให้มีโซนเวลา Time Zone ที่แตกต่างกันถึง 3 Zone ตั้งแต่ GMT+9 ถึง GMT+7 โดยทางตะวันออกสุดเป็น GMT+9 ส่วนทางตะวันตกเช่นที่ กรุงจาการ์ตา เป็น GMT+7 ซึ่งเวลาจะเท่ากับที่ประเทศไทย

TAI (International Atomic Time) เป็นเวลาที่ใช้อ้างอิงระหว่างประเทศซึ่งถูกคำนวณที่ สำนักงานชั่ง ตวง วัด ระหว่างประเทศ BIPM (The International Bureau of Weights and Measures) และชื่อในภาษาฝรั่งเศษว่า Bureau international des poids et mesures โดยใช้ข้อมูลจาก นาฬิกา ซีเซียม (Cesium clock) มากกว่า 250 เครื่องซึ่งตั้งอยู่ตามสถาบันมาตรวิทยาของประเทศต่างๆกว่า 50 ประเทศ รวมทั้งสถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ ประเทศไทย NIMT National Institute of Metrology (Thailand) เวลา TAI หรือนาฬิกาอะตอมชุดแรก เริ่มดำเนินการในปี 1955 แต่ถูกตั้งค่าเริ่มต้นที่ 0 ไว้ที่วันที่ 1 มกราคม 1958 โดยมีการสันนิษฐานว่าในช่วงปี 1958 ถึง 1972 (วันที่เริ่มใช้ Leap Second) นั้น ควรมีการเพิ่ม Leap Second 10 วินาทีโดย และในช่วง 1972 - 2017 มีการเพิ่ม Leap Second ทั้งหมด 27 วินาที ดังนั้นเวลา TAI จึงแตกต่างจากเวลา UTC อยู่ 37 วินาที โดยเวลา UTC จะเดินช้ากว่าเวลา TAI อยู่ 37 วินาที หรือเวลาจริงของโลกเดินช้ากว่าเวลาของอะตอมมิก อยู่ 37 วินาที

UTC คือเวลามาตรฐานโลก ที่ใช้ในปัจจุบัน ย่อมาจาก "Universal Time Coordinated" หรือเวลาสากลเชิงพิกัด คือ เวลา TAI (International Atomic Time) ที่อ้างอิงตามเวลาอะตอมมิก โดยจะถูกเพิ่มหรือลด วินาที (Leap second) เพื่อให้สอดคล้องกับเวลาที่ได้จากการโคจรของโลก หรือจะอธิบายได้ว่า มีการซิงโครไนซ์และปรับค่าเวลาของ UTC ให้มีค่าบวกลบไม่เกิน 0.9 วินาที ของเวลาสากล Universal Time (UT) ซึ่งการเพิ่มหรือลดค่าเวลาของ UTC นั้นเราจะเรียกว่า Leap second เพื่อให้สอดคล้องกับ UT ซึ่งแตกต่างกันไปตามการหมุนของโลก เนื่องจากโลกของเรานั้น ค่าเฉลี่ยความเร็วในการหมุนแต่ละปีอาจจะหมุนเร็วขึ้น หรือช้าลงก็ได้ ส่วน UTC(NIMT) คือเวลามาตรฐานประเทศไทยได้จากนาฬิกา Cesium ถูกคำนวณโดย BIPM โดยเทียบกับเวลามาตรฐานอ้างอิง UTC ซึ่งมีความไม่แน่นอนอยู่ที่ 20 นาโนวินาที จาก BIPM Circular T.

เวลา UTC เริ่มใช้งานอย่างเป็นทางการในปี 1963 โดยคณะกรรมการที่ปรึกษาวิทยุระหว่างประเทศ (The International Radio Consultative Committee) ตามข้อแนะนำ 374 ซึ่งริเริ่มโดยห้องปฏิบัติการเวลาระดับชาติหลายแห่ง โดยในประเทศไทย ใช้ห้องปฏิบัติการเวลาที่สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ ประเทศไทย หรือ NIMT ระบบเวลา UTC ได้รับการปรับปรุงหลายครั้งจนกระทั่งมีการใช้ Leap Second ในปี 1972 

เวอร์ชันปัจจุบันของ UTC ถูกกำหนดโดย International Telecommunications Union Recommendation (ITU-R TF.460-6), Standard-frequency and time-signal และอ้างอิงตามเวลาTAI (International Atomic Time) โดยในช่วง 1972 - 2017 มีการเพิ่ม Leap Second ทั้งหมด 27 วินาที และในช่วงปี 1958 - 1972 มีการเพิ่ม Leap Second ทั้งหมด 10 วินาที นั่นหมายความว่าปัจจุบันเวลา UTC จะเดินช้ากว่าเวลา TAI อยู่ 37 วินาที หรือเวลาจริงของโลกเดินช้ากว่าเวลาของอะตอมมิก อยู่ 37 วินาที บางครั้งเวลา UTC อาจถูกเรียกอีกอย่างว่าเวลาซูลู (Zulu time) หรือเรียกสั้นๆ ว่า Z Time

UT (Universal Time) เกิดขึ้นในปี ค.ศ.1928 โดยสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (IAU: International Astronomical Union) โดยมีการกำหนดให้เวลาของ Mean Solar Time ที่ Greenwich Meridian หรือ 0 องศาลองติจูด เปลี่ยนเปลี่ยนชื่อใหม่เป็น UT (Universal Time) โดย UT (Universal Time) หรือเวลาสากล หรือ เวลาสุริยะ คือเวลาที่เกิดจากการโคจรของโลกซึ่งเป็นเวลาที่แม่นยำ โดยเวลาสากลนั้นเทียบเท่ากับ Greenwich Mean Time (GMT) ซึ่งเวลาสากลจริงๆ แล้วอิงตามค่าเฉลี่ยเวลาดาวฤกษ์ ที่วัดในเมืองกรีนิช ประเทศอังกฤษ และมีค่าใกล้เคียงกับเวลาสุริยะเฉลี่ย (Mean Solar Sun) จากกรีนิช เวลาสากล หรือ UT (Universal Time) นั้นมีการปรับปรุงพัฒนาหลายเวอร์ชั่น ซึ่งแต่ละเวอร์ชั่นมีค่าเบี่ยงเบนจากกันเพียงไม่กี่มิลลิวินาที โดยแต่ละเวอร์ชั่นใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันดังนี้

• UT0 (Universal Time Version 0) คือเวลาสุริยะเฉลี่ย (Mean Solar Sun) ที่ Greenwich Meridian และเรียกว่า Greenwich Mean Time (GMT)
• UT1 (Universal Time Version 1) คือเวลาที่เกิดจากการโคจรของโลกซึ่งพัฒนามาจาก UT0 และถูกแก้ค่า (correct) ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงทาง Longitude ของสถานีสังเกตการณ์ เนื่องจากการเคลื่อนไหวเปลี่ยนแปลงของขั้วโลก
• UT2 (Universal Time Version 2) คือเวลาที่เกิดจากการโคจรของโลกซึ่งพัฒนามาจาก UT1 และถูกแก้ค่า (correct) ที่เกิดจากความความผันผวนตามฤดูกาล ทำให้อัตราการหมุนของโลกมีการเปลี่ยนแปลง