Вимірювання часу астрономічними методами

Обертання Землі навколо власної осі є причиною видимого добового обертання небесної сфери навколо осі світу (продовження земної осі). Обертання світил здійснюється зі сходу на захід.

Явище проходження світилом небесного меридіана зветься кульмінацією світила.

Небесний меридіан є проекцією геодезичного меридіана спостерігача на небесну сферу. Він з`єднує зеніт, надир північний та південний полюси світу.

Відрізняють верхню й нижню кульмінації світила (вдень і вночі).

Великий круг небесної сфери, по якому здійснюється видимий річний рух Сонця, зветься екліптикою. Площина екліптики розташована відносно площини екватора під кутом 23^о27’

Точки, що виникають при перетині екліптики з небесним екватором звуться точками весняного (g) і осіннього (W) рівнодення. В точці весняного рівнодення Сонце знаходиться 21 березня. В цю мить здійснюється перехід світила з південної небесної напівсфери у північну.

В астрономії для вимірювання часу використовується будь-яке явище, що періодично повторюється й дозволяє встановити одиниці часу. Природно та зручно за одиниці часу прийняти період оберту Землі навколо власної осі та навколо Сонця. Особливість вимірювання часу астрономічними методами полягає в тому, що розглядується не рух Землі, а рух світил, що ми бачимо (річний та добовий).

Проміжок часу між двома послідовними проходженнями центру диска Сонця у його русі, що ми бачимо, по небесній сфері одного і того ж місця відносно зірок, зветься сидеричним або зоряним роком (365,256 доби).

Роком тропічним, зветься проміжок часу між двома послідовними проходженнями Сонця крізь точку весняного рівнодення (365,242 доби).

Різниця між тривалістю тропічного та зоряного року існує за рахунок явища прецесії точки весняного рівнодення.

У цивільному житті використовується календарний рік, що відображує з великою точністю тривалість тропічного року.

Добою зветься проміжок часу між двома однаковими послідовними кульмінаціями визначеної точки небесної сфери. Доба може бути зоряною, дійсною сонячною, середньою сонячною.

Сонячна доба довше зоряної на 3 хв. 56 сек. Здійснюється це тому, що Сонце внаслідок руху за екліптикою зсувається за добу на схід близько до одного градуса. Т. є. відстає від добового обертання небесної сфери. Це приводить до того, що початок зоряних діб у тривалість року може бути і ніччю, і ранком, і в день, і у вечір.

1^о

рух

Землі

		1О=3хв.56сек.

У зв`язку з тим, що Земля рухається навколо Сонця не рівномірно, то і тривалість дійсної сонячної доби не постійна. Для зручності відліку часу використовують середнє Сонце.

Середнім Сонцем домовились вважати фіктивну точку на небесній сфері, що рухається рівномірно за небесним екватором у тому ж напрямку, в якому дійсне Сонце рухається за екліптикою і здійснює повний оберт за той же час, що і дійсне Сонце.

Середня сонячна доба дорівнює проміжку часу між двома послідовними однаковими кульмінаціями середнього Сонця. Тривалість їх строго постійна. Вони поділяються на середні години, хвилини, секунди. Ці одиниці часу використовуються в авіації, фізиці, механіці, у звичайному житті.

За початок відліку середніх сонячних діб приймається нижня кульмінація середнього Сонця (середня північ). Такий час ще називають цивільним.

На кожному меридіані буде свій місцевий час. Місцевий час для точок, маючих однакову довготу буде однаковий. Початок відліку місцевого часу буде відрізнятися на величину різниці довгот меридіанів відповідних точок у годинних значеннях.

Місцевий цивільний час на меридіані, що має довготу нуль градусів, називають Гринвіцьким або Всесвітнім.

Залежність між місцевим часом (Тм) будь якої точки, гринвіцьким часом (Тгр) та довготою (l) визначається формулою:

Тм = Тгр ± l

(+) належить до точки зі східною довготою

Місцевим часом у повсякденному житті користуватися не зручно тому, що при переміщенні з одного пункту у інший потрібно було би переводити стрілки годинників, приводячи їх показання у відповідність до місцевого часу даного пункту.

Користуючись міжнародною договореністю в Росії з 1 червня 1919 р. був уведений поясний час. У відповідності з цією згодою вся Земна куля була поділена меридіанами на 24 пояса через 15^о.

Г о д и н н і п о я с и

0 1 2 3

Гринвіцький Середньо-Європ. Київський

час час час

Тп(2) Харків

Тм Київ

Тгр.

l^ч

0^о 15^о 30°

д о в г о т а

Пояса нумеруються від 0 на схід до 23. За середній меридіан початкового (нульового) пояса прийнято Гринвіцький меридіан.

Першого поясу - меридіан із східною довготою 15^о і т. д. через 15^о.

В кожному часовому поясі встановлений єдиний поясний час, що відповідає часу на середньому меридіані даного часового поясу.

Таким чином, поясний час Тп – це місцевий час на середньому меридіані даного часового поясу. Він відрізняється від гринвіцького часу на числове значення номера часового пояса:

Тп = Тгр + N

Для зручності користування поясним часом, межі часових поясів розташовані не за меридіанами, а за державними або адміністративними кордонами, вздовж великих річок і т.д. В результаті цього в ряді великих держав користуються одним поясним часом. Так, наприклад, час нульового поясу (гринвіцького) прийнято декількома державами Західної Європи: Бельгії, Голландії, Іспанії, Португалії. Цей час називають гринвіцьким або всесвітнім.

В Германії, Австрії, Польщі, Норвегії прийнято час першого поясу, який називається середньоєвропейським.

В деяких країнах, наприклад, Індії, Ірані, Аргентині, Венесуелі прийнято не поясний, а умовний час, що відрізняється від гринвіцького на деяку величину: в Ірані – на 3 год. 30 хв., в Аргентині – на 3 год. і т.д.

Уся територія України знаходиться в другому часовому поясі. Поясний час нашої країни відрізняється від гринвіцького на 2 год. для більш раціонального використання природного освітлення в останню неділю березня вводиться літній час. Годинники переводять на 1 год. уперед. Літом київський час відрізняється від гринвіцького на 3 год. В останню неділю жовтня стрілки годинників переводяться на 1 год. назад. В цей день перестає діяти літній час.

Щоб установити єдиний початок календарних діб на Землі, користуються лінією зміни дат, яка проходить через меридіан із довготою 180^о. Якщо корабель або літак перетинає лінію зміни дат, рухаючись із заходу на схід, на ньому 2-є діб разом рахують як одне календарне число. При русі зі сходу на захід на цій лінії одне календарне число пропускається.