Загальні принципи виміру часу в астрономії. 2 страница

Загальні принципи виміру часу в астрономії.

Проблема виміру часу є однією із найважливіших проблем сучасної фізики і астрономії. Щоб розв’язати її, необхідно вирішити три завдання:

- встановити одиниці виміру часу;

- розробити системи обліку часу;

- створити прилади визначення часу.

Виміряти будь-яку величину означає порівняти її з іншою, однорідною з нею величиною, що приймається за одиницю виміру (еталон). Астрономією для встановлення одиниці виміру часу використовуються два таких періодичних процеси: обертання Землі навколо своєї осі і обертання Землі як планети навколо Сонця. Обертання Землі навколо своєї осі покладено в основу еталонної одиниці часу, що дістала назву доби, а обертання Землі по орбіті навколо Сонця утворює еталонну одиницю часу, що називається роком.

Щоб зафіксувати добу як одиницю часу необхідно зафіксувати повний оберт Землі довкола своєї осі за допомогою будь-якої точки небесної сфери. Залежно від вибору точки фіксації в астрономії розрізняють такі системи виміру часу:

- система зоряного часу, при використанні якої доби фіксуються по проходженні точки весняного рівнодення через меридіан точки спостереження;

- система істинного часу, при використанні якої треба фіксувати за видимим рухом Сонця і проходженням його центра через меридіан точки спостереження;

- система середнього часу, коли одиниця часу – доба фіксується за допомогою математично встановленої точки небесної сфери, яка дістала назву середнього екваторіального Сонця і його проходження через меридіан точки спостереження.

Найбільш розповсюдженою одиницею виміру великих проміжків часу є тропічний рік. Тривалість якого вимірюється проміжком часу між двома послідовними проходженнями Сонця через точку весняного рівнодення. Прийнято вважати, що тривалість тропічного року дорівнює 365,2422 середніх діб.

2.Системи виміру часу за Сонцем. Істинний час.

Перший вид руху – обертання довкола своєї осі відображається видимим переміщенням зірок по небесній сфері. Траєкторією такого руху є добові паралелі зірок. Оскільки Сонце також є зіркою, то його видимий добовий рух описується добовою паралеллю з точками кульмінації, коли Сонце перетинає меридіан точки спостереження. Якщо вважати, що обертання Землі є рівномірним, то і видимий добовий рух Сонця по добовій паралелі буде проходити з рівномірною швидкістю.

За рік Земля робить один повний оберт по орбіті довкола Сонця. Відповідно видиме Сонце повинно за рік обійти коло екліптики, тому кожен день зміщення Сонця на екліптиці становить , або приблизно 4 хвилини за часом.

У своєму видимому русі по екліптиці Сонце проходить через її чотири характерні точки: точку весняного рівнодення, точку літнього сонцестояння, точку осіннього рівнодення, точку зимового сонцестояння.

Проміжок часу між двома послідовними одноманітними кульмінаціями істинного Сонця на меридіані точки спостереження називається істинною добою. Істинна доба складається із 24 істинних годин, а вони, в свою чергу, з 60 істинних хвилин, а хвилини – з 60 істинних секунд.

За початок істинної доби приймають момент нижньої кульмінації Сонця. Тоді момент верхньої кульмінації є істинним полуднем.

Оскільки годинні кути відраховуються від верхньої частини меридіана, то в момент верхньої кульмінації його значення дорівнюватиме 0^h, а в момент нижньої кульмінації 12^h.

Довільний момент часу, зафіксований в цій системі виміру, називається істинним часом і позначається . Мірою істинного часу є годинний кут істинного Сонця, збільшений на 12^h, оскільки початок доби відраховується від моменту нижньої кульмінації, і формула істинного часу записується так:

.