Доба і час

Вимір часу заснований на спостереженнях добового обертання небесної сфери і річного руху Сонця, тобто на обертанні Землі навколо осі та навколо Сонця.

Обертання Землі навколо осі відбувається майже рівномірно з таким же періодом, як період обертання небесної сфери. Тому по кутові повороту Землі від деякого початкового положення можна судити про час, що пройшов. Тривалість основної одиниці часу (доби) залежить від вибраної точки на небі. В астрономії такими точками служать: а) точка весняного рівнодення; б) центр видимого диска Сонця. Визначені цими точками одиниці часу називаються зоряними та сонячними.

Зорянадоба. Проміжок часу між двома послідовними проход­женнями будь-якої зірки через меридіан місця спостереження нази­вається зоряною добою. Її тривалість 23 год. 56 хв. 4 с. Виміри часу зоряною добою прості, але в повсякденному житті незручні, і тому користуються сонячною добою. Проміжок часу, протягом якого Землі обертається навколо своєї осі по відношенню до Сонця, називається сонячною добою.

Швидкість руху Землі навколо Сонця протягом року нерівномірна, залежна від відстані до Сонця, тому сонячна доба має різну тривалість. Розрізняють справжню сонячну добу (час) і середню сонячну добу.

Справжнясонячнадоба. Проміжок часу між двома послідовними однойменними кульмінаціями центра сонячного диска на одному і тому ж географічному меридіані називається справжньою сонячною добою. За початок сонячної доби на даному меридіані береться момент нижньої кульмінації Сонця (справжня північ). Час, що пройшов від нижньої кульмінації Сонця до будь-якого іншого його положення і виражений в частках сонячної доби (годинах, хвилинах, секундах), називається справжнім сонячним часом T₀. Справжній сонячний час на даному меридіані в будь-який момент чисельно дорівнює годинному кутові Сонця t₀ вираженому в годинній мірі, T₀+12^h , T₀=t₀+12^h. Годинний кут Сонця на безхмарному небі завжди можна виміряти. Під час верхньої кульмінації Сонця (справжній полудень) справжній сонячний час завжди дорівнює 12 годин.

Вимір часу справжньою сонячною добою простий, але корис­туватись ним в повсякденному житті так же незручно, як зоряним. Це тому, що тривалість справжньої сонячної доби непостійна. Бо Сонце рухається по екліптиці, що нахилена до небесного екватора на 23⁰27' і сам рух його нерівномірний. Внаслідок цього, наприклад, справжня сонячна доба 22.12 довша на 50 с ніж 23.09.

Середнясонячнадоба. Щоб мати добу постійної тривалості і в той же час пов'язаною з рухом Сонця, беруть добу в 24 години. За початок середньої сонячної доби береться нижня кульмінація Сонця на даному меридіані (середня північ). Час визначений при цьому називається середнім сонячним часом. Середній сонячний час отримують шляхом обчислень за визначеним спостереженнями справжнім сонячним або зоряним часом.

Різниця між середнім і справжнім сонячним часом в один і той же момент називається рівнянням часу h, h=T_m-T₀=t_m-t₀=a_m-a₀.

Рівняння часу можна вичислити для будь-якого моменту. Воно публікується в астрономічних календарях і щорічниках для кожної середньої півночі на меридіані Гринвіча. 24 години зоряного часу дорівнюють 23 год. 57 хв. 4,091 с середнього сонячного.

Системивідлікучасу. Місцевий час. Час, виміряний на даному географічному меридіані, називається місцевим часом цього меридіану. Для всіх місць на даному меридіані годинний кут Сонця в певний момент один і той же. Тому, на всьому географічному меридіані місцевий час (зоряний чи сонячний) в один і той же момент однаковий. Різниця будь яких місцевих часів на двох меридіанах в один і той же момент завжди дорівнює різниці довгот цих меридіанів, що виражається в годинній мірі (одиницях часу).

S₁-S₂= l₁-l₂

T₀₁-T₀₂= l₁-l₂

T_m1-T_m2 =l₁-l₂

Всесвітнійчас. Місцевий середній сонячний час гринвіцького (ну­льового) меридіану називається всесвітнім часом (T₀). Тобто, місце­вий середній час будь-якого пункту на Землі завжди дорівнює все­світньому часу в цей момент плюс довгота даного пункту, виражена в годинній мірі, яка вважається додатною на схід від Гринвіча.

Пояснийчас. У повсякденному житті користуватися вищезгада­ними часами незручно. Місцевим часом тому, що місцевих систем рахунку часу стільки ж, скільки географічних меридіанів, тобто без­ліч. Тому для встановлення послідовності подій чи явищ, відмічених по місцевому часу, необхідно знати, крім моментів, також різницю довгот тих меридіанів, на яких відбувались дані події.

Послідовність подій, відмічених по всесвітньому часі, встановлює­ться легко, але великі відмінності між всесвітнім часом і місцевим часом меридіанів, віддалених від Гринвіцького на значні віддалі створює незручності під час користування всесвітнім часом в повсякденному житті.

У 1884 році запропонована поясна система відліку середнього часу. Тобто відлік часу ведеться тільки на 24 основних географічних меридіанах, що розташовані на віддалі 15⁰ (1^h) один від одного приблизно посередині годинного поясу. Годинні пояси обмежені меридіанами, що знаходяться на 7⁰30' від основних меридіанів.

Таблиця 2. Рівняння часу в хвилинах(поправки для переходу від справжнього до середнього сонячного часу)

Ці лі­нії збігаються з меридіанами лише на морях, а на суші здебільшого пролягають по державних кордонах і т.д. Місцевийсередній сонячнийчасосновногомеридіанабудь якогогодинногопоясу називаєтьсяпояснимчасом (T_n), по якому ведеться відлік часу на всій території даного годинного поясу. T_m-T_n= l-n^h , де l – довгота (східна) пункту від Гринвіча, n^{h –} число цілих годин, що дорівнює номеру годинного поясу. T_n=T₀+n^h_.

Декретнийчас. З метою раціонального розподілу електроенергії та денного освітлення в багатьох країнах переводять стрілки, що йдуть за поясним часом, на годину вперед. Такий перевод здійснюється урядовим декретом або на літній період, або на цілий рік. Такий час називається декретним.

Зв'язок декретного часу з поясним, всесвітнім і місцевим.

T_g = T_n + 1^h

T_g = T₀ + n^h=1^h

T_g = T_m – l+n^h+1^h

Під час плавання з заходу на схід через кожні 15⁰ довготи (один часовий пояс) годинник переводиться на одну годину вперед, і якщо судно здійснить кругосвітнє плавання, то по судновому часу набереться одна зайва доба.

Під час плавання з сходу на захід, навпаки через кожні 15⁰ довготи годинник переводиться на одну годину назад і за період кругосвітнього плавання одна доба пропадає. Щоб не було плутанини в часі, прийнято 180 меридіан вважати місцем міжнародної зміни дати. Якщо корабель пливе з заходу на схід то під час перетину 180 меридіана одна і та ж дата повторюється двічі, під час перетину цього ж меридіану зі сходу на захід одна пропускається.