Час та його вимірювання

Час визначає порядок зміни явищ. Необхідність вимірювання і зберігання часу виникає на початку цивілізації. Для цього використовувались періодичні процеси, що відбуваються в природі. Рух нашої планети зумовлює видимий рух світил, зокрема Сонця, на небесні сфері, за яким ми спостерігаємо. Найдавнішою одиницею часу є доба, тривалість якої визначається обертанням Землі навколо своєї осі. Проміжок часу між двома послідовними верхніми ( або нижніми ) кульмінаціями центра Сонця називається справжньою добою ( або справжньою сонячною добою ).

Тривалість повного оберту Сонця по екліптиці є одиницею вимірювання часу в астрономії. Тропічним роком називається проміжок часу між двома послідовними проходженнями центра диска Сонця через точку весняного рівнодення. Тропічний рік триває приблизно 365,2422 діб. У побуті користуються календарним роком, що майже дорівнює тропічному.

Встановлено, що Земля обертається навколо Сонця нерівномірно. Тому тривалість справжньої сонячної доби періодично змінюється, хоч і не значно. Взимку вона довша, влітку - коротша. Найдовші справжні сонячні доби приблизно на 51 секунду триваліші від коротших Щоб усунути цю незручність у вимірюванні часу, використовують середнє екваторіальне сонце - уявну точку, яка рівномірно рухається по екліптиці і робить повний оберт по ній за тропічний рік. Інтервал часу між двома послідовними кульмінаціями середнього екваторіального сонця називають середньою добою ( або середньою сонячною добою ). Починається середня сонячна доба у момент нижньої кульмінації середнього екваторіального сонця. Середнє екваторіальне сонце - це фіктивна точка, ніяк не позначена на небі. Тому спостерігати за її рухом не можливо, а для визначення ї координат роблять необхідні обчислення.

Вимірювання часу сонячними добами залежить від географічної довготи. Для всіх точок на даному меридіані час однаковий, але він відрізняється від місцевого часу на інших меридіанах. Наприклад, якщо в нас за місцевим часом північ ( тобто починається доба ), то на протилежному меридіані за їхнім місцевим часом вже полудень.

 

У 1884 році у багатьох країнах ввели поясну систему відліку часу. Поверхню Землі поділили на 24 годинних пояси. У кожному з них лежить основний меридіан, місцевий час якого вважають поясним часом усього поясу. Відстань між основними меридіанами сусідніх поясів 15 ⁰ або 1 година. Для зручності межі годинних поясів проходять через державні та адміністративні кордони, а на морях та малозаселених територіях - по меридіанах, які віддалені від основних на 7,5 ⁰ на схід та 7,5 ⁰ на захід.

Гринвіцький меридіан ( проходить через колишню Гринвіцьку обсерваторію поблизу Лондона, бо зараз її перенесли в інше місце ) є основним для нульового годинного поясу. Далі на схід поясам присвоєні номери від 1 до 23. Україна лежить у другому годинному поясі. Через нульового годинного поясу називають всесвітнім часом (або західноєвропейським). Справедливе співвідношення: , де n - номер годинного поясу.

Поясний час деяких годинних поясів має особливі назви. Європейським ( або середньоєвропейським) називають час першого годинного поясу, східноєвропейським - другого.

Щоб ефективніше використовувати сонячне світло та економити електроенергію, у деяких країнах уводять літній час, дія якого розпочинається щорічно в останню неділю березня о 2 годинні переведенням стрілок годинників на годину вперед. О 3 годинні ночі останньої неділі вересня стрілки годинників переводять на годину назад, відміняючи дію літнього часу.

Відомо, що основною одиницею вимірювання часу у СІ є секунда. Раніше за одну секунду приймали 1/8640 частину сонячної доби. Після виявлення змін у тривалості сонячної доби виникла проблема пошуку нової шкали часу. У 1967 році на Міжнародній конференції мір і ваги одиницею часу була прийнята атомна секунда - час, що дорівнює 9 192 631 770 періодом випромінювання, яке відповідає переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію - 133. Шкала атомного часу ґрунтується на основі даних цезієвих атомних годинників, які є у деяких обсерваторіях та лабораторіях служб часу. Атомні годинники надзвичайно точні - похибку в 1 с роблять за мільйон років.