La Terre (photo 1) ne tourne pas toujours exactement sur elle-même en 24 heures car sa rotation est perturbée par des forces exercées par l'atmosphère, les océans et le noyau liquide ainsi que par les forces externes exercées par la Lune (photo 2), le Soleil et les planètes.

L'influence de ces mêmes forces sur l'orientation de la Terre dans l'espace fait partie des recherches actuelles, en vue d'une modélisation aussi précise que possible des variations de rotation et d'orientation de la Terre dans l'espace.

L'heure exacte comme nous l'utilisons maintenant dans le monde, n'est plus liée au Soleil ou aux corps célestes, ni aux horloges traditionnelles (photo 3), elle est déterminée par les horloges atomiques (photo 4). L'heure légale dans le monde entier est donnée par le Temps Universel Coordonné (UTC). Cette échelle de Temps est déterminée par le Bureau International des Poids et Mesures (BIPM, Paris) sur base d'une moyenne pondérée d'environ 250 horloges atomiques réparties dans le monde dans environ 40 laboratoires.

L'un de ces laboratoires est l'Observatoire Royal de Belgique qui fournit au BIPM les mesures de 4 horloges (3 Césium et 1 Maser à hydrogène). Le principe d'une horloge atomique est de générer la seconde au départ de la fréquence du rayonnement émis ou absorbé par les atomes lorsqu'ils changent de niveau d'énergie. La précision des horloges atomiques actuelles est de l'ordre de quelques milliardièmes de seconde par jour, de sorte que si l'on additionne toutes les erreurs, on ne peut avoir un écart d'une seconde qu'après environ 30 mille ans. La comparaison d'horloges atomique appartenant à des laboratoires différents s'effectue via les satellites GPS. (photo 5)

Le GPS (Système de Positionnement Global) est un système de navigation par satellites destiné à fournir l'heure, sa position, et sa vitesse à tout observateur muni d'un récepteur et situé à la surface de la Terre ou dans son voisinage.La précision du positionnement par GPS va de 100 mètres à quelques mètres en temps réel, selon les signaux enregistrés par le récepteur. Elle peut atteindre quelques millimètres pour les applications de géodésie en temps différé.