Час - це найважливіший і непоправний ресурс будь-якої людини. Більше 4 тисяч років люди намагаються якось вести облік часу, створюючи різні календарні системи й пристрої виміру часу. Календарні системи стародавнього світу відбивали сільськогосподарські, політичні й ритуальні потреби, що характерні для того часу. Астрономічні спостереження для встановлення зимового та літнього сонцестояння вироблялися ще 4000 років тому, тому не дивно, що перші календарі використовували астрономічні явища для фіксації періодів часу. У 14-ому сторіччі до Різдва Христова в Китаї була визначена тривалість сонячного року - 365,25 днів, а місячний місяць - 29,5 днів. Сонячно-місячний календар діяв на близькому сході (за винятком Єгипту) і в Греції, починаючи з 3-го тисячоріччя до нашої ери. Ранні календарі використовували або 13 місячних місяців по 28 днів або 12 місяців з довжиною, що чергується 29 і 30 днів.
Давньоєгипетський календар мав 12 30-ти денних місячних місяців, але був прив'язаний до сезонної появи зірки Сиріус. Для того щоб примирити цей календар із сонячним роком, був винайдений цивільний календар, у якому додано 5 днів, що доводять тривалість року до 365 днів. Однак згодом було замічено, що цивільний рік приблизно на одну чверть дня коротше, ніж сонячний рік. Обрана тривалість року забезпечувала повний збіг із сонячним роком раз за 1460 років. Цей період називається циклом Сотиса (sothic). Древні єгиптяни встановили тривалість сонячного року, що дорівнює 365,25 дням, що з точністю до 11 хвилин збігається з результатами сучасних обчислень. В 432 році до різдва Христова, приблизно через сторіччя після китайців грецький астроном Метон обчислив, що 110 місячних місяців по 29 днів і 125 місячних місяців по 30 днів відповідають 6940 сонячним дням, що лише небагато перевищує 19 років. 19-літній цикл, названий циклом Метона, установив тривалість місячного місяця рівної 29,532 сонячних днів, що с точністю до 2 хвилин збігається результатами сучасних вимірів.
У стародавньому Римі використовувався місячний календар. Юлій Цезар запросив олександрійського астронома Сосигенса, що розробив календар (який пізніше став називатися юліанським), прийнятий в 46 році до Різдва Христова. Календар містив 365 днів у році з додаванням одного дня кожні 4 роки (високосний рік). Однак перші 36 років помилково додатковий день додавався кожні 3 роки. У результаті набігло зайвих три дні, які довелося компенсувати аж до 8 року нашої ери.
Під час романської ери 15-літній цикл перепису використовувався при вирахуванні податків. Послідовність імен днів тижня відтворюється через 28 років, цей період називається сонячним циклом. Таким чином, з огляду на 28-літній сонячний цикл, 19-літній цикл Метона й 15-літній перепису, одержуємо суперцикл довжиною 7980-років, називаний юліанською ерою, що починається в 4713 році до різдва Христова.
До 1545 року розбіжність між юліанським календарем і сонячним роком досягло 10 днів. В 1582, астрономи Кристофер Клавиус і Луиджи Лилио запропонували нову схему календаря. Тато Грегорий XIII випустив указ, де серед іншого вказувалося, що в році втримується 365,2422 днів. Для того щоб більш точно апроксимувати цю нову величину, тільки столітні роки, які діляться без залишку на 400, оголошуються високосними, що припускає тривалість року 365,2425 днів. У цей час григорианский календар прийнятий більшістю країн світу.
Уся ця розмаїтість календарів привелася до того, що дозріла необхідність мати стандартну й точну схему нумерації днів. За рішенням Міжнародного астрономічного Союзу був прийнятий стандарт на секунду і юліанську систему нумерації днів (JDN). Стандартний день містить 86,400 стандартних секунд, а стандартний рік складається з 365,25 стандартних днів.
У схемі JDN, що була запропонована в 1583 р. французьким ученим Джозефом Юлиусом Скалигером, JDN 0.0 відповідає 12 годинникам (полудень) першого дня юліанської ери - 1 січня 4713 до нашої ери. Роки до нашої ери підраховуються відповідно до юліанського календаря, у той час як роки нашої ери нумеруються по григорианскому календарю. 1 січня 1 року після різдва Христова в григорианском календарі відповідає 3 січня 1 року юліанського календаря, в JDN 1721426 день відповідає 12 годинникам першого дня нашої ери.
Залежно від того, які процеси, що впливають на шкалу всесвітнього часу, ураховуються при її побудові, різняться три системи всесвітнього часу:
Шкалу часу UT2 можна вважати досить рівномірною протягом року або декількох років. Але через кілька десятиліть її рівномірність буде порушена внаслідок повільних вікових і нерегулярних змін в швидкості обертання Землі. Тому шкала всесвітнього часу непридатна для побудови теорій руху планет і їхніх супутників. У рівняння руху небесних тіл як незалежний аргумент входить ефемєрідний час ЕТ (Ephemeris Time). Це рівномірно-поточний час ньютоновой механіки. Шкала ефемєрідного часу задається орбітальним рухом тіл Сонячної системи. Основна одиниця виміру ефемєрідного часу - тропічний рік в фундаментальну епоху в 1900, тобто проміжок часу між послідовними проходженнями центра щирого Сонця через середню крапку весняного рівнодення в епоху 1900 р. Ефемєрідна секунда дорівнює 556925,9477 частини тропічного року для початкової епохи. Ефемєрідна доба містить 86400 ефемєрідних секунд.
Тому що положення небесних тіл, що були попередньо обчислені, прив'язані до ефемєрідного часу, а спостережувані - до всесвітнього часу, зіставлення тих і інших положень дозволяє обчислити різницю ефемєрідного й всесвітнього часу. Розходження між цими шкалами пояснюється в основному віковою з обертання Землі. З 1903 по 1977 рік це розходження досягло майже 49 с. Точні значення різниці ефемєрідного й всесвітнього часу можуть бути отримані лише з більшим запізненням для минулих моментів часу.
Еталоном часу може стати будь-який циклічний процес із досить стабільним періодом. Для виміру часу спочатку використовували сонячні годинники (Вавилон, 3,5 тисячі років тому), які були придатні тільки вдень при безхмарному небі. Їм на зміну прийшли водяні годинники, здатні працювати цілодобово (якщо дозволяв обсяг посудини). Пізніше були винайдені пісковий годинник (з'явилися приблизно тисячу років тому), який міг забезпечити точність близько 15-20 хвилин за добу. Революцію в сфері виміру часу викликав винахід механічних годинників (Вестмістерскі куранти 1288 рік). Перші годинники з маятником були виготовлені Х. Гюйгенсом в 1657 році, через 13 років було винайдено анкерний механізм. Механічним хронометрам людство зобов'язане великим географічним відкриттям 18 століття (Дж. Кук). Перші годинники з використанням електрики були розроблені А. Бейном в 1840 році, а перші кварцеві годинники побачили світ у 1918 році. У 1937 році кварцеві годинники Л. Ессена були встановлені у Гринвічській лабораторії (GMT), вони мали точність 2 мс у добу. В 1944 році радіостанція BBC стала передавати сигнали точного часу з погрішністю біля 0,1 мс/доба. Зараз кварцеві годинники можна побачити на зап'ястях людей і в будь-якому комп'ютері. Перші атомні годинники були виготовлені в 1949 році. Без цих технологічних здійснень технічний прогрес 20-го століття був би неможливим.
У 1967 р. у бюро мір і ваг (BIPM, Bureau International des Poids et Mesures) був прийнятий цезієвий (Cs133) еталон часу: секундою називається інтервал між 9 192 631 770 міжрівневими переходами атома Cs133 (цезій-133). Число переходів обране для відповідності з середнім сонячним часом). Еталонні годинники, що зберегаються в BIPM, постійно звіряються з біля двомастами атомними годинниками в національних лабораторіях на всіх континентах, що гарантує збереження еталонного точного часу навіть у випадку яких-небудь глобальних катастроф. Цей еталонний час називають міжнародним атомним часом - TAI (Temps Atomique International). Саме із цим часом скоординовані супутники, наприклад супутники глобальної системи позиціонування (GPS, Global Positioning System), передавальні сигнали точного часу в усі точки планети. Помилка даного еталона часу становить порядку 0,3 нс/доба.
Не виключено, що із часом еталоном часу стане випромінювання мілісекундного пульсара (відкритий в 1982 році), що має період 1,55780645169838 мс. Цей пульсар приблизно має масу Сонця, радіус 10 км і обертається зі швидкістю 642 обертів у секунду.
З 1 січня 2001 року англійським правительством було офіційно оголошено про новий стандарт часу Grinwich e-time (GET), що буде використовуватися для забезпечення глобальних електронних платежів через Інтернет.
Калібрований еталон часу, наприклад атомні годинники, досить складний і дорогий пристрій, що вимагає кваліфікованого обслуговування. Із цієї причини багато користувачів не можуть дозволити собі такі витрати й змушені звертатися до послуг віддаленних еталонів. Це може бути первинний еталон, розміщений десь у локальній мережі, або радіо-годинники. Умови доступу до мережі вже припускають наявність певної дисперсії для часу доставки каліброваної інформації. Якщо ж еталон розміщений далеко в Інтернет, значення затримки й дисперсії можуть зрости багаторазово. Для забезпечення більшої надійності калібрування звичайно використовують кілька еталонів, а для зниження впливу тимчасових розкидів залучають досить складні алгоритми усереднення.
Атомні годинники дозволили створити дуже стабільну й рівномірну шкалу часу. Але тривалість доби, як ми вже говорили, змінюється, тому хід атомних годин не збігається з ходом земних. Розбіжність між атомною й всесвітньою шкалами часу становить приблизно секунду в рік. Аналогічна проблема існує й у календарному рахунку часу. Рік не дорівнює цілому числу доби, але ми хочемо, щоб рік "ішов у ногу" з календарем. Додаючи у високосному році один день до календаря, можна підтримувати відповідність між календарем і часом року. Для узгодження фізичної шкали атомного часу TAI спочатку змінювали тривалість секунди. Секунда була "гумовоїю", але це виявилося незручно, тому була уведена шкала координованого часу UTC (Universal Time Coordination, Temps Universel Coordonné), що включає в себе поняття "додаткової секунди". До речі, всупереч розхожій омані, назва UTC не є абревіатурою ні на англійському, ні на французьких мовах.
З 1 січня 1972 року більша частина сигналів точного часу стала передаватися в шкалі UTC. Початку передач передувало узгодження шкал атомного й всесвітнього часу. Справа в тому, що в 1971 році розбіжність між ними досягло 10 с. Тому наприкінці 1971 року було проведено спеціальну корекцію сигналів точного часу таким чином, що по шкалі всесвітнього координованого часу відлік 1972 рік, січень 1, 00:00:00 відповідав моменту атомного часу Міжнародного бюро часу 1972 року, січень 1, 00:00:10. Було прийнято за правило, що різниця між координованим часом і атомним не повинна перевищувати 0,75 - 0,9 с. Приблизна величина різниці UT1-UTC визначається заздалегідь і повідомляється всім радіостанціям, що передають сигнали часу, за місяць уперед. Коли різниця UT1-UTC досягає 0,75 - 0,9 з, Міжнародне бюро часу повідомляє про введення додаткової секунди (позитивної або негативної), і шкала UTC зміщається точно на одну секунду. Звичайно це відбувається 31 грудня або 30 червня: