1 Godišnje kretanje Sunca i koordinatni sistem ekliptike
Sunce se, uz svoju dnevnu rotaciju, tokom cijele godine polako kreće preko nebeske sfere u suprotnom smjeru. veliki krug, naziva se ekliptika. Ekliptika je nagnuta prema nebeskom ekvatoru pod uglom od Ƹ, čija je veličina trenutno blizu 23 26´. Ekliptika se siječe s nebeskim ekvatorom u tački proljeća ♈ (21. marta) i jeseni Ω (23. septembar) ekvinocija. Tačke ekliptike, udaljene 90 stepeni od ekvinocija, su tačke letnjeg (22. juna) i zimskog (22. decembra) solsticija. Ekvatorijalne koordinate centra Sunčevog diska kontinuirano se mijenjaju tokom cijele godine od 0h do 24h (desna ascenzija) - ekliptička geografska dužina ϒm, mjerena od tačke proljetne ravnodnevnice do kruga geografske širine. I od 23 26´ do -23 26´ (deklinacija) - ekliptička širina, mjerena od 0 do +90 do sjevernog pola i 0 do -90 do južnog pola. Zodijačka sazvežđa su sazvežđa koja se nalaze na liniji ekliptike. Na liniji ekliptike nalazi se 13 sazvežđa: Ovan, Bik, Blizanci, Rak, Lav, Djevica, Vaga, Škorpija, Strijelac, Jarac, Vodolija, Ribe i Zmijonik. No, sazviježđe Zmije se ne spominje, iako je Sunce u njemu većinu vremena sazviježđa Strijelac i Škorpion. Ovo je urađeno radi pogodnosti. Kada je Sunce ispod horizonta na visinama od 0 do -6, traje građanski, a od -6 do -18 astronomski sumrak.
2 Merenje vremena
Merenje vremena zasniva se na posmatranju dnevne rotacije luka i godišnjeg kretanja Sunca, tj. rotacija Zemlje oko svoje ose i revolucija Zemlje oko Sunca.
Trajanje osnovne jedinice vremena, koja se zove dan, zavisi od odabrane tačke na nebu. U astronomiji se takve tačke smatraju:
Proljetni ekvinocij ♈ ( zvezdano vreme);
Centar vidljivog diska Sunca ( pravo sunce, pravo solarno vrijeme);
- prosječno ned - fiktivna tačka čiji se položaj na nebu može teoretski izračunati za bilo koji trenutak u vremenu ( srednje solarno vrijeme)
Za mjerenje dugih vremenskih perioda, tropska godina se zasniva na kretanju Zemlje oko Sunca.
Tropska godina- vremenski period između dva uzastopna prolaska centra pravog centra Sunca kroz prolećnu ravnodnevnicu. Sadrži 365,2422 srednja sunčeva dana.
Zbog sporog kretanja tačke prolećna ravnodnevica prema Suncu, tzv precesija, u odnosu na zvijezde, Sunce se pojavljuje u istoj tački na nebu nakon perioda od 20 minuta. 24 sec. veća od tropske godine. To se zove zvezdana godina i sadrži 365,2564 srednja sunčeva dana.
3 Sideralno vrijeme
Vremenski interval između dvije uzastopne kulminacije proljetne ravnodnevice na istom geografskom meridijanu naziva se zvezdani dan.
Siderično vrijeme se mjeri satnim uglom proljetne ravnodnevnice: S=t ♈, i jednako je zbiru prave ascenzije i satnog ugla bilo koje zvijezde: S = α + t.
Sideralno vrijeme u svakom trenutku jednako je pravoj ascenziji bilo koje zvijezde plus njen satni ugao.
U trenutku gornje kulminacije njen satni ugao je bio t=0, a S = α.
4 Pravo solarno vrijeme
Vremenski interval između dvije uzastopne kulminacije Sunca (centra solarnog diska) na istom geografskom meridijanu naziva se Ja sam u pravim sunčanim danima.
Za početak pravog sunčevog dana na datom meridijanu uzima se trenutak donje kulminacije Sunca ( istinita ponoć).
Vrijeme koje prolazi od donje kulminacije Sunca do bilo kojeg drugog položaja Sunca, izraženo u dijelovima pravog sunčevog dana, naziva se pravo solarno vrijeme T ʘ
Pravo solarno vrijeme izraženo u terminima satnog ugla Sunca povećanog za 12 sati: T ʘ = t ʘ + 12 h
5 Srednje solarno vrijeme
Da bi dan imao konstantnu dužinu i istovremeno bio povezan sa kretanjem Sunca, u astronomiju su uvedeni koncepti dve fiktivne tačke:
Srednja ekliptika i srednje ekvatorijalno Sunce.
Prosečno ekliptičko Sunce (srednja ekliptika.S.) kreće se jednoliko duž ekliptike prosečnom brzinom.
Srednje ekvatorijalno Sunce se kreće duž ekvatora sa konstantna brzina srednjeg ekliptike Sunca i istovremeno prolazi prolećnu ravnodnevnicu.
Vremenski interval između dvije uzastopne kulminacije srednjeg ekvatorijalnog Sunca na istom geografskom meridijanu naziva se prosečan sunčan dan.
Vrijeme proteklo od donje kulminacije srednjeg ekvatorijalnog Sunca do bilo kojeg drugog položaja, izraženo u dijelovima srednjeg sunčevog dana, naziva se srednje solarno vrijemeTm.
Srednje solarno vrijeme Tm na datom meridijanu u svakom trenutku je brojčano jednak satnom uglu Sunca: Tm= t m+ 12 h
Prosječno vrijeme se razlikuje od pravog vremena po količini jednačine vremena: Tm= Tʘ + n .
6 Širom svijeta, standardno i porodiljsko vrijeme
širom svijeta:
Lokalno srednje solarno vrijeme Griničkog meridijana se naziva univerzalno ili svjetsko vrijeme T 0 .
Lokalno srednje solarno vrijeme bilo koje tačke na Zemlji određeno je: Tm= T 0+ λ h
Vrijeme se računa na 24 glavna geografska meridijana, koji se nalaze jedan od drugog na geografskoj dužini tačno 15 (ili 1 sat) otprilike u sredini svake vremenske zone. Glavni početni meridijan je Greenwich. Standardno vrijeme je univerzalno vrijeme plus broj vremenske zone: T P = T 0+ n
porodiljsko odsustvo:
U Rusiji se porodiljsko vrijeme koristilo u praktičnom životu do marta 2011:
T D = T P+ 1 h.
Porodiljsko vrijeme u drugoj vremenskoj zoni u kojoj se nalazi Moskva naziva se moskovsko vrijeme. Ljeti (april-oktobar) kazaljke na satu su se pomicale sat unaprijed, a zimi vraćale sat unazad.
7 Refrakcija
Prividni položaj svjetiljki iznad horizonta razlikuje se od onoga izračunatog pomoću formula. Zraci iz nebeskog objekta, prije nego što uđu u oko posmatrača, prolaze kroz Zemljinu atmosferu i u njoj se lome. A kako se gustina povećava prema površini Zemlje, zrak svjetlosti se sve više odbija u istom smjeru duž zakrivljene linije, tako da se smjer OM 1, u kojem posmatrač vidi tijelo, ispostavlja da je skrenut prema zenitu i ne poklapa se sa pravcem OM 2, kojim bi on vidio svjetiljku u odsustvu atmosfere.
Fenomen prelamanja svjetlosnih zraka prilikom prolaska kroz Zemljinu atmosferu naziva se astronomskim refrakcija. Ugao M 1 OM 2 se zove ugao prelamanja ili refrakcija ρ.
Ugao ZOM 1 naziva se prividno zenitno rastojanje svetiljke zʹ, a ugao ZOM 2 se naziva pravi zenitno rastojanje z: z - zʹ = ρ, tj. prava udaljenost svjetiljke je za iznos veća od vidljive ρ.
Na horizontu refrakcija u prosjeku jednako 35ʹ.
Zbog prelamanja, uočavaju se promjene oblika diskova Sunca i Mjeseca kada se dižu ili zalaze.
Dan se tradicionalno dijeli na 24 sata, sat na 60 minuta, a minut na 60 sekundi. Pošto pravu ascenziju mjerimo u satima, minutama i sekundama, trenutak u vremenu na sideričkom satu određen je pravom ascenzijom zvijezde koja se nalazi u ovog trenutka vrhunac. Iz toga slijedi zvezdano vreme se mjeri uglom sata proljetne ravnodnevnice (slika 19) na isti način kao što vrijeme određujemo uglovima rotacije kazaljke sata i minuta. Zaista, po definiciji, satni ugao tačke prolećnog ekvinocija je nula u trenutku kada je zvezdano vreme nula. Satni ugao se menja ravnomerno, pošto se i nebeska sfera ravnomerno rotira, odnosno merenjem satnog ugla u satnoj meri odmah dobijamo vreme za koje se nebeska sfera vratila u ovaj ugao.
Sideralno vrijeme je izuzetno zgodno za astronome. Znajući to, možete odmah shvatiti koje se zvijezde promatraju u ovom trenutku. Lako ga je definisati. Naravno, može se precizno instalirati (do desetinki ili stotinke sekunde) samo uz pomoć posebnih alata. Ali sa preciznošću do nekoliko minuta, astronom to određuje jednim pogledom.
Sideralni dan- ovo je vremenski period između dvije uzastopne gornje kulminacije bilo koje zvijezde. Uobičajeno je da se trenutak kulminacije proljetnog ekvinocija smatra početkom zvjezdanog dana.
Slike (fotografije, crteži)
Na ovoj stranici nalazi se materijal o sljedećim temama:
Vremenske jedinice
Posmatranje i mjerenje vremena zasnovano je na revoluciji naše planete oko Sunca.
Vrijeme koje je prošlo može se izmjeriti na osnovu sljedećih tačaka.
Zemlja se kreće skoro jednoliko oko svoje ose. Period ovog kretanja jednak je periodu rotacije nebeskog svoda. Zauzvrat, period rotacije nebeskog svoda može se odrediti iz njegovih zapažanja.
Dakle, na osnovu poznavanja ugla rotacije Zemlje iz određene početne pozicije, moguće je izračunati proteklo vrijeme.
U ovom slučaju kao početni položaj Zemlje uzimaju se sljedeći momenti.
- u trenutku kada naša planeta prođe kroz odabranu tačku na nebu
- trenutak najviše ili najniže tačke vrhunca na odabranom meridijanu.
Napomena 1
Osnovna jedinica vremena je dan. Njihovo trajanje zavisi od odabrane tačke na nebu.
Ove tačke su:
- tačka prolećne ravnodnevice
- centar vidljivog Sunčevog diska (pravo Sunce)
- prosječno sunce je neka vrsta spekulativne tačke, čija se lokacija može odrediti teoretski i za svaki trenutak.
Ove tačke važe za tri jedinice vremena, i to:
- zvezdani dan
- pravi solarni dani
- prosečan solarni dan
Vrijeme koje se mjeri se naziva zvezdano vrijeme, pravo solarno vrijeme i srednje solarno vrijeme.
Sideralni dan.
Siderični dan je period proteklog vremena koji je zabilježen između dvije uzastopne kulminacije istog imena u proljetnoj ravnodnevici, koje su označene na istom meridijanu.
U ovom slučaju, kao početak zvezdanog dana na odabranom meridijanu uzima se trenutak gornje kulminacije tačke prolećne ravnodnevice.
Sideralno vrijeme.
Sideralno vrijeme je vrijeme koje je prošlo od trenutka gornje kulminacije proljetnog ekvinocija do bilo kojeg drugog položaja. Ovo vrijeme je određeno u zvezdanim satima, minutama i sekundama.
Napomena 2
Upotreba sideralnog vremena pogodna je samo u naučnim astronomskim proračunima. U svakodnevnom životu korištenje takvih proračuna je nezgodno. Konkretno, zbog činjenice da sunce prolazi tačku kulminacije proljetne ravnodnevnice samo jednom godišnje, kasnije se podne javlja u različito doba dana, što stvara neugodnost.
Pravi sunčani dani.
Ovaj termin se odnosi na niz istih Sunčevih klimaksa, ili, preciznije, centar solarnog diska na konstantnom geografskom meridijanu. U ovom slučaju, početak pravog sunčevog dana je trenutak donje kulminacije Sunca, koji se još naziva i prava ponoć.
Pravo solarno vrijeme.
Definicija 1
Pod pravim solarnim vremenom $T$ podrazumijevamo vrijeme koje je proteklo nakon niže kulminacije naše zvijezde na bilo koju drugu poziciju.
Štaviše, ova pozicija se izražava u vremenskim intervalima pravog solarnog dana, kao što su pravi solarni sati, minute i sekunde.
Kao rezultat toga, pravo solarno vrijeme $T$ na odabranom meridijanu u željenom trenutku jednako je satnom uglu Sunca $t$. Zauzvrat, satni ugao Sunca $t$ je određen u satnoj mjeri plus $12h$.
Rezultat je sljedeća formula:
$T¤ = t¤ + 12h$
Takođe treba reći da kretanje pravog Sunca po nebu nije ravnomerno iz sledećih razloga:
Naša zvijezda se kreće duž ekliptike, a ne duž nebeskog ekvatora. Ekliptika je nagnuta prema nebeskom ekvatoru pod uglom = 23°27 Sunce se kreće neravnomjerno duž ekliptike.
Iz ovih razloga, pravi solarni dan jednog dana u godini može biti veći nego drugog, ili manji. Stoga, zbog stalne promjene u trajanju pravog sunčevog dana, koristite ih za računanje vremena pravi zivot ne izgleda moguće.
Prosječan solarni dan.
Da bi se dobio dan konstantnog trajanja, međusobno povezan sa kretanjem Sunca, uvedeni su sljedeći koncepti.
Srednja ekliptika i srednje ekvatorijalno sunce su fiktivne tačke koje koriste astronomi da bi dobili dan koji bi imao konstantno trajanje i bio povezan sa kursom Sunca.
Prosečno ekliptično sunce se kreće duž ekliptike prosečnom brzinom naše zvezde. 3. jula i 4. januara srednje ekliptično sunce se poklapa sa realnim.
Zauzvrat, prosječno ekvatorijalno sunce kreće se duž nebeskog ekvatora konstantnom brzinom, što je prosječno ekliptično sunce. Ekliptika i ekvatorijalno sunce istovremeno prolaze prolećnu ravnodnevnicu.
Prosječan (solarni) dan - ovaj termin se odnosi na određeni vremenski period između dvije uzastopne kulminacije prosječnog ekvatorijalnog sunca.
Napomena 3
U ovom slučaju, početkom prosječnog ekvatorijalnog dana smatra se trenutak kada prosječno ekvatorijalno sunce dostiže svoju donju kulminaciju. Ovaj trenutak se naziva i srednja ponoć.
Srednje vrijeme $Tm$ je interval koji je protekao od trenutka kada se dogodila donja kulminacija srednjeg ekvatorijalnog sunca do bilo kojeg drugog položaja sunca. Štaviše, ova pozicija se izražava u dijelovima prosječnog sunčevog dana, odnosno u prosječnim satima, minutama i sekundama.
Kao rezultat toga, prosječno vrijeme $Tm$ se izračunava na osnovu činjenice da je ono numerički jednako u svakom trenutku na željenom meridijanu satnom kutu $tm$ prosječnog ekvatorijalnog sunca. Zauzvrat, satni ugao srednjeg ekvatorijalnog sunca određen je u satnoj mjeri $12h$.
Kao rezultat, dobijamo sledeću formulu:
Vreme efemeride
Istraživanja su pokazala da prosječan dan nije konstantna vrijednost kojom se vrijeme može mjeriti. Razlog za varijabilnost prosječnog dana je, posebno, takav trenutak kao što je činjenica da se Zemlja neravnomjerno rotira oko svoje ose, što dovodi do promjene brzine planete. Prema zapažanjima, veličina takvih promjena jednaka je hiljaditom dijelu sekunde.
S tim u vezi, 1956. godine uzeta je takozvana efemeridna sekunda kao osnova za uvedeno efemeridno vrijeme.
Međutim, u naše vrijeme, umjesto efemeridnog računanja vremena, koristi se drugačije vrijeme, koje se naziva zemaljsko dinamičko vrijeme. Ovo vrijeme je približno jednako efemeridi.
Atomsko vrijeme
Razvojem tehnologije postalo je moguće uspostaviti veću vremensku tačnost nego što je to do sada bilo moguće putem astronomskih posmatranja i proračuna.
Kao rezultat toga, 1964. godine, atomski satovi cezija su usvojeni kao standard vremena.
Atomsko vrijeme je bazirano na atomskoj sekundi. Zauzvrat, atomska sekunda je definisana kao vremenski period tokom kojeg elektromagnetski talas napravi 9.192.631.771 oscilacija. U ovom slučaju, atom cezijuma emituje elektromagnetski talas tokom prelaska iz jednog nivo energije drugome.
Siderično vrijeme se obično određuje tačkom proljetnog ekvinocija. Vremenski interval između dve uzastopne gornje kulminacije prolećne ravnodnevice na istom meridijanu naziva se zvezdani dan. Za početak zvezdanog dana na datom meridijanu uzima se trenutak gornje kulminacije prolećne ravnodnevnice (slika 3.1). Siderično vrijeme se mjeri satnim uglom proljetne ravnodnevnice. Na početku zvezdanog dana, tačka prolećne ravnodnevice je u gornjoj kulminaciji i stoga je njen satni ugao 0. Pošto se Zemlja neprekidno okreće oko svoje ose, vremenom će se satni ugao povećavati i po njegovoj vrednosti se može suditi proteklo vrijeme. Dakle, sideralno vrijeme S je zapadni satni ugao proljetne ravnodnevnice. Shodno tome, siderično vrijeme na datom meridijanu u bilo kojem trenutku je brojčano jednako satnom uglu proljetne ravnodnevnice, tj.
Kada se razmatra zvezdano vreme, treba imati na umu da se tačka prolećnog ekvinocija nalazi na beskonačno velikoj udaljenosti i stoga kretanje Zemlje u orbiti ne menja njen prividni položaj na nebeskoj sferi. Period rotacije Zemlje u odnosu na prolećnu ravnodnevnicu ostaje nepromenjen. Dakle, zvezdani dan ima konstantno trajanje. Sideralno vrijeme se široko koristi u zrakoplovnoj astronomiji. Za Greenwich meridijan dat je u AAE za svaki sat vremena na odgovarajući datum (vidi Dodatak 5). Nezgodno je koristiti sideralno vrijeme, jer ono nije povezano sa Suncem, u odnosu na koje se grade svakodnevne rutine ljudi.
Relativni položaj Sunca i proljetnog ekvinocija se kontinuirano mijenja tokom godine. Krećući se duž ekliptike, Sunce se pomera u odnosu na prolećnu ravnodnevnicu za skoro 1° dnevno (slika 3.2). Kao rezultat toga, zvezdani dan je kraći od sunčevog za 3 minuta i 56 sekundi, a njihov početak tokom godine javlja se u različito doba dana i noći. Od sl. 3.2 jasno je da Sunce samo jednom godišnje kulminira zajedno sa prolećnom ravnodnevnicom u podne u nula sati zvezdanog vremena. Ovo se dešava kada Sunce prođe kroz prolećnu ravnodnevnicu, odnosno kada je njegov desni uspon 0.
Rice. 3.1. zvezdano vreme
Rice. 3.3. Odnos između sideralnog vremena, satnog ugla i pravog uspona svjetiljki
Rice. 3.2. Odnos zvezdanih i solarnih dana
Nakon jednog sideralnog dana, tačka prolećne ravnodnevnice će ponovo biti u gornjoj kulminaciji, a kulminacija Sunca će nastupiti tek nakon otprilike 4 minuta, pošto će se u jednom zvezdanom danu pomeriti na istok u odnosu na tačku prolećne ravnodnevnice. za oko 1°. Nakon drugog zvezdanog dana, kulminacija Sunca će se desiti otprilike 8 minuta nakon početka zvezdanog dana.
Dakle, vrijeme Sunčeve kulminacije se kontinuirano povećava. Za mesec dana zvezdano vreme kulminacije će se povećati za približno 2 sata, a za godinu dana - za 24 sata. Dakle, nula sati zvezdanog vremena pada na drugačije vrijeme sunčanih dana, što otežava korištenje sideralnog vremena u svakodnevnom životu.
Odnos između sideralnog vremena, satnog ugla i pravog uspona svjetiljke.
Nemoguće je izmeriti satni ugao prolećne ravnodnevnice ili uočiti trenutak njenog prolaska kroz meridijan posmatrača, jer je on zamišljen i nije vidljiv na nebeskoj sferi. Stoga je nemoguće direktno odrediti sideralno vrijeme iz tačke proljetne ravnodnevnice. Stoga, u praksi, određivanje početka zvezdanog dana i zvezdanog vremena u bilo kom trenutku vrši bilo koja zvezda čija je prava ascenzija poznata (slika 3.3.). Poznavajući pravi uspon zvijezde i mjerenje njenog satnog ugla, možete odrediti siderično vrijeme. Od sl. 3.3 jasno je da postoji očigledan odnos između zvezdanog vremena, satnog ugla i pravog uspona zvezde, koji se može zapisati kroz koordinate zvezde u obliku
Iz ove zavisnosti sledi da je zvezdano vreme u svakom trenutku jednako zbroju satnog ugla zvezde i njenog pravog uspona. Obično se u astronomskim opservatorijama zvjezdani sat provjerava po kulminirajućoj zvijezdi. Pošto je u ovom trenutku satni ugao zvezde nula, zvezdano vreme će odgovarati pravoj ascenziji date zvezde, tj.
Od sl. 3.3 možemo izvesti još jedan odnos, koji se široko koristi u praksi avio astronomije za određivanje satnih uglova zvijezda: t=S-a. Na osnovu ove formule, časovni uglovi navigacionih zvijezda izračunavaju se korištenjem sideralnog vremena i pravog uspona uzetih iz AAE. Ovaj proračun pojednostavljuje pripremu AAE i smanjuje njegovu zapreminu.
Jedinica mjerenja vremena u astronomiji je dan- vremenski period tokom kojeg Zemlja napravi potpunu revoluciju oko svoje ose u odnosu na neku tačku na nebu. U zavisnosti od ove polazne tačke, postoje zvezdani dan- vremenski period između dvije uzastopne kulminacije istog imena u vrijeme proljetne ravnodnevice, i pravi solarni dani- vremenski period između dvije uzastopne kulminacije istog imena u centru Sunca. Sunčev dan je oko 4 minuta duži od sideralnog, budući da se Sunce kreće među zvijezdama u smjeru Zemljine rotacije, a da bi ga sustigla, Zemlja treba da napravi nešto više od jednog okreta u odnosu na zvijezde. Za mjerenje dugotrajne upotrebe tropska godina- vremenski period između dva uzastopna prolaska centra Sunca kroz prolećnu ravnodnevnicu.
Za mjerenje vremena možete koristiti i siderične i prave solarne dane. Ako se koriste zvezdani dani, poziva se izmereno vreme zvezdano vreme, a ako su pravi solarni dani - onda pravo solarno vrijeme. Međutim, to ne znači da mjerimo dva puta nezavisno jedno od drugog. Zapravo, ovo su kao dva različita lenjira za mjerenje vremena. Dakle, udaljenost između gradova može se izraziti i u kilometrima i u miljama. Ista je situacija i sa mjerenjem vremena.
Za početak zvjezdanog dana na datom geografskom meridijanu uzima se trenutak gornje kulminacije proljetne ravnodnevnice. zvezdano vreme- vrijeme proteklo od trenutka gornje kulminacije proljetne ravnodnevice do bilo kojeg drugog položaja, izraženo u dijelovima sideralnih dana (sideralni sati, minute i sekunde). Dakle, zvezdano vreme s jednaka po veličini satnom uglu prolećne ravnodnevnice, ili zbiru satnog ugla bilo koje svetiljke O i njegova prava ascenzija (vidi sliku 17):
Odavde, posebno, slijedi da u trenutku gornje kulminacije bilo koje zvijezde O sideralno vrijeme je tačno jednako njegovom pravom uzlasku.
9.2. Pravo solarno vrijeme
Za početak pravog sunčevog dana uzima se trenutak donje kulminacije centra Sunca. Pravo solarno vrijeme je vrijeme proteklo od trenutka donje kulminacije centra Sunca do bilo kojeg drugog položaja, izraženo u dijelovima pravog solarnog dana (pravi solarni sati, minute i sekunde). To znači da je pravo solarno vrijeme jednako satnom kutu centra Sunca plus 12 sati:
Nažalost, trajanje pravog sunčevog dana varira tokom godine, jer:
1) Sunce se ne kreće po nebeskom ekvatoru, već po njemu nagnutoj ekliptici, tj. Promjena direktnog izlaska Sunca u jednom danu u blizini solsticija je veća nego u blizini ravnodnevnice. Stoga, između nižih kulminacija Sunca u blizini solsticija i ekvinocija prolaze malo drugačiji vremenski periodi.
2) Sunce se kreće neravnomjerno duž ekliptike zbog eliptičnosti Zemljine orbite.
Iz tih razloga, na primjer, pravi solarni dan 22. decembra je otprilike 50 sekundi duži nego 23. septembra. Jasno je da je korištenje pravog solarnog vremena nezgodno, te je stoga uvedeno srednje solarno vrijeme.
9.3. Srednje solarno vrijeme
Uvedene su dvije fiktivne tačke - srednje ekliptično Sunce I srednje ekvatorijalno Sunce. Prosječna ekliptika Sunce se kreće jednoliko duž ekliptike i poklapa se sa pravom u trenutku kada Zemlja prođe perihel. Prosječno ekvatorijalno Sunce ravnomjerno se kreće duž ekvatora sa srednjom brzinom pravog Sunca i istovremeno sa prosječnim ekliptičkim Suncem prolazi proljetnu ravnodnevnicu.
Prosječan solarni dan- vremenski period između dvije uzastopne niže kulminacije srednjeg ekvatorijalnog Sunca na istom geografskom meridijanu. Za početak Sunčevog dana uzima se donja kulminacija srednjeg ekvatorijalnog Sunca, a srednje solarno vrijeme T M jednaki
Gdje t M- satni ugao srednjeg ekvatorijalnog Sunca.
Jasno je da se srednje sunčevo vrijeme ne može direktno izmjeriti iz astronomskih posmatranja, već se može samo izračunati. Odnos između pravog solarnog vremena i srednjeg solarnog vremena izražava se kroz jednadžba vremena:
 |
| Rice. 18. Promjena jednačine vremena tokom godine |
9.4. Vreme efemeride
Posmatranja su pokazala da prosječan dan nije konstantna vrijednost. Razlog je neravnomjerna rotacija Zemlje oko svoje ose. Dolazi do sekularnog usporavanja Zemljine rotacije zbog plimnog trenja, sezonskih promjena povezanih s preraspodjelom zračnih i vodenih masa na površini Zemlje. Otkrivene su i nepravilne, nagle promjene Zemljine brzine, čiji uzrok nije poznat. Veličina ovih nepravilnosti je hiljaditi dio sekunde.
Stoga je uvedeno uniformno efemeridno vrijeme, koje je određeno kretanjem Mjeseca i planeta. Godine 1956. Međunarodni komitet za utege i mjere usvojio je efemeridno vrijeme kao osnovu efemerida druga, kao 1/31,556,925,9747 dio tropske godine u 12 sati efemeridnog vremena 0. januara 1900.
Trenutno, umjesto efemeridnog vremena, koriste takozvano zemaljsko dinamičko vrijeme, koje približno odgovara vremenu efemerida.
9.5. Atomsko vrijeme
Razvoj nauke doveo je do situacije u kojoj tehnička sredstva mogu da obezbede merenja vremena sa većom preciznošću nego iz astronomskih posmatranja. Godine 1964. Međunarodni komitet za utege i mjere usvojio je atomski sat cezijuma kao standard vremena.
Atomsko vrijeme se zasniva na atomska sekunda, kao vremenski period tokom kojeg se javlja 9.192.631.771 oscilacija elektromagnetnog talasa, koje emituje atom cezijuma prilikom prelaska sa jednog fiksnog energetskog nivoa na drugi.
Atomska sekunda je nešto manja od sekunde efemeride, a tokom godine razlika između atomskog i efemeridnog vremena dostiže 0,9 sekundi. Stoga se skoro svake godine atomski satovi pomjeraju za 1 sekundu unazad. Precizni vremenski signali koji se prenose putem radija odgovaraju atomskom vremenu. Ovi signali se prenose u šest sekundi impulsa, pri čemu početak posljednjeg signala označava kraj sata. Nekoliko radio stanica širom svijeta emituje neprekidne vremenske signale 24 sata.
9.6. Sistemi za mjerenje vremena
Lokalno vrijeme je vrijeme mjereno na datom geografskom meridijanu.
Razlika bilo kojeg lokalnog vremena na dva meridijana u istom fizičkom trenutku jednaka je razlici u dužinama ovih meridijana:
Univerzalno vrijeme UT- lokalno srednje solarno vrijeme Greenwich (=0) meridijana. Ako je geografska dužina nekog mjesta na Zemlji izražena u satnim jedinicama i smatra se pozitivnom istočno od Greenwicha, tada vrijedi sljedeći odnos:
Standardno vrijeme. 1884. godine uveden je pojasni sistem brojanja prosečnog vremena. Vrijeme se računa samo na 24 glavna geografska meridijana, koji se nalaze jedan od drugog u geografskoj dužini tačno 15 o počevši od početnog meridijana. Granice pojaseva su, po pravilu, nedaleko od glavnog meridijana. Brojevi pojaseva N od 0 do 23. Lokalno srednje solarno vrijeme glavnog meridijana bilo koje vremenske zone naziva se standardno vrijeme T p, koji se koristi za praćenje vremena na cijeloj teritoriji koja leži u datoj vremenskoj zoni. Standardno vrijeme je povezano sa svjetskim vremenom kroz broj vremenske zone:
Vrijeme porodiljstva. Godine 1930., dekretom vlade SSSR-a, kazaljke na satu su pomjerene za 1 sat unaprijed u odnosu na standardno vrijeme:
Ovo vrijeme se zove vrijeme porodiljstva.
Ljeto vrijeme. Godine 1981. u SSSR-u je, po uzoru na većinu zemalja svijeta, također uveden ljetno vrijeme, 1 sat prije porodiljskog odsustva. Ljetno računanje vremena uvodi se od posljednje nedjelje u martu do posljednje nedjelje u oktobru:
Dakle, vrijeme koje zovemo Moskva zimi je vrijeme porodilja druge vremenske zone i 3 sata je ispred UT. Ljeti je razlika u odnosu na griničko vrijeme 4 sata.
Najprikladnije je preći sa sideralnog vremena na srednje vrijeme kroz tropsku godinu. Njegovo trajanje u zvezdanim danima je tačno jedan dan duže od trajanja prosečnog sunčevog dana. To je zbog činjenice da za godinu dana Sunce napravi punu revoluciju na nebeskoj sferi u istom smjeru u kojem rotira Zemlja. Dakle, za godinu dana Zemlja napravi jedan okret manje u odnosu na Sunce nego u odnosu na zvijezde.
Tropska godina je jednaka 365,2422 srednjih solarnih dana i 366,2422 sideralnih dana. Dakle, veza između srednjeg sunčevog vremena i zvezdanog vremena se vrši kroz jednakost: 365,2422 srednjih dana = 366,2422 zvjezdanih dana. Or
Sve ostale jedinice vremena povezane su jedna s drugom preko istih koeficijenata, tj. 1 sri. sat = 1,002738 zvjezdica sati, itd., tj.
I
Radi praktičnosti izračunavanja sideralnog vremena za određeni trenutak, određenog srednjim solarnim vremenom, Astronomski godišnjak daje sideralno vrijeme za srednju ponoć po Griniču S 0 . Za prosječan solarni dan, vrijednost S 0 se povećava za 3 m 56 s.555, jer Siderički dan je kraći od prosjeka za upravo ovoliko.
Znajući S 0, sideralno vrijeme se može izračunati s 0 u prosječnoj ponoći na datom meridijanu. Pošto će ponoć nastupiti na ovom meridijanu ranije nego u Greenwichu, tada je vrijednost s 0 će biti nešto manje od S 0:
Primjer. Potrebno je pronaći siderično vrijeme u Kazanu u trenutku 3 h srednje solarno vrijeme. Da biste to učinili, morate pronaći sideralno vrijeme u lokalnom prosjeku ponoći s 0 i dodajte mu vremenski period u sredini 3 h, pretvoreno u sideralno vrijeme:
9.8. Kalendar
Kalendar je sistem za brojanje dugih vremenskih perioda.
Priroda nam je dala 3 prirodna periodična procesa: promjenu dana i noći, promjenu mjesečevih faza i promjenu godišnjih doba. U različito vrijeme različite nacije Kalendar se zasnivao na različitim procesima, pa su postojali solarni, lunarni, lunisolarni kalendari. Solarni kalendari su zasnovani na trajanju tropske godine, lunarni kalendari zasnovani su na lunarnom mesecu, lunisolarni kalendari kombinuju oba perioda.
Živimo po solarni kalendar. Iz praktičnih razloga, kalendar mora zadovoljiti sljedeće uslove:
1) Kalendarska godina mora sadržavati cijeli broj dana.
2) Dužina kalendarske godine treba da bude što je moguće bliža dužini tropske godine.
9.8.1. Julijanski kalendar
Kao što već znamo, tropska godina sadrži 365,2422 solarna dana ili 365 d 5 h 48 m 46 s 365 d 6 h. Na osnovu ove činjenice razvio se aleksandrijski astronom Sosigen, a rimski car Julije Cezar je 46. pne. uveo kalendar, koji se danas zove Julian. Njegova suština je sljedeća. Dužina jednostavne kalendarske godine postavljena je na 365 d. Štaviše, tokom 4 godine se nakuplja razlika od skoro 1 dan, tako da svaka četvrta godina sadrži 366 d i zove se prijestupna godina. Uobičajeno je da se prijestupnim godinama smatraju one godine čiji su brojevi djeljivi sa 4 bez ostatka (na primjer, 2004.).
Julijanska godina je 0 duža od tropske godine d.0078 i nakon 128 godina odstupanje počinje biti 1 dan. Julijanski kalendar se koristio oko 16 vekova, a za to vreme se nakupila razlika od 10 dana. To je dovelo do zabune u određivanju datuma crkvenih praznika.
Na primjer, prema pravilima kršćanske crkve, Uskrs bi trebao nastupiti prve nedjelje nakon prvog punog mjeseca nakon proljetne ravnodnevnice. Godine 325. proljetna ravnodnevica pala je 21. marta, a 1582. godine - 11. marta, što je dovelo do poteškoća u određivanju datuma Uskrsa.
9.8.2. Gregorijanski kalendar
Reforma julijanskog kalendara postala je neophodna i izvršio ju je papa Grgur XIII 1582. novi kalendar se zove gregorijanski. Novi kalendarski projekat razvio je italijanski matematičar i lekar Lilio i ima za cilj da se prosečna dužina kalendarske godine približi dužini tropske godine. Suština reforme je sljedeća.
1) Otklonjena je nagomilana razlika od 10 dana između julijanskog kalendara i brojanja tropskih godina (nakon 4. oktobra odlučeno je da se računa 15. oktobar).
2) U julijanskom kalendaru, preko 400 godina, neslaganje sa realnim vremenom je skoro tačno 3 dana. Stoga je u gregorijanskom kalendaru uobičajeno da se prestupnom ne smatraju one godine vekova čiji brojevi nisu djeljivi sa 400. Na primjer, 2000. je bila prijestupna, ali 1900. nije.
Kao rezultat toga, prosječna dužina kalendarske godine u gregorijanskom kalendaru preko 400 godina iznosi 365 d.2425, odstupanje samo 0 d.0003, što će dati odstupanje od 1 dana tek nakon 3300 godina.
U Rusiji Gregorijanski kalendar uveden je tek 1918. (posle 1. februara odlučeno je da se odmah računa 14. februar), a Pravoslavna crkva još uvijek koristi Julian.
Gregorijanski kalendar se naziva i novi stil, a julijanski stari stil.
Početak kalendarske godine (1. januar), početak brojanja godina (od Hristovog rođenja), podela godine na 12 meseci i nedelja od 7 dana je konvencija prihvaćena dogovorom, tradicija.
9.9. Datumska linija
Prilikom brojanja kalendarskih dana potrebno je dogovoriti na kojem meridijanu počinje novi dan. Prema međunarodnom sporazumu, takav meridijan je meridijan koji se nalazi 180 od Greenwicha o . Datumska linija, u okeanu prolazi duž ovog meridijana i obilazi ostrva. Dakle, linija datuma ide svuda preko okeana.
Zapadno od datumske linije, koja se naziva i linija razgraničenja, dan u mesecu je uvek za jedan veći nego istočno od njega (na primer, na zapadu, na Čukotki, 15. septembra, i na istoku, na Aljasci , 14. septembra), pa se pri prelasku linije razgraničenja o tome mora voditi računa. Prilikom prelaska ove linije sa zapada na istok, broj mjeseca se mora smanjiti za jedan, a od istoka prema zapadu mora se dodati. On morska plovila takva promjena se vrši u najbližu ponoć nakon prelaska datumske linije. Brodovi koji plove na istok (od Kine do Kalifornije) broje isti datum dva puta (nakon 15. septembra dolazi ponovo 15. septembar), a brodovi koji plove na zapad (od Kalifornije do Kine) propuštaju jedan datum (nakon 14. septembra, odmah računaju 16. septembar). Očigledno je da Nova godina a novi mjesec također počinje na datumskoj liniji.
9.10. Julijanski dani
U astronomiji se često javlja problem određivanja broja dana koji su prošli između dva udaljena datuma (posmatranja kometa, promjenljivih zvijezda, izbijanja novih i supernova).
Radi lakšeg rešavanja ovog problema u 16. veku nove ere. Scaliger je predstavio koncept Julijanski period Duga 7980 godina, predloženo je da se 1. januar 4713. godine prije Krista smatra njegovim početkom. i kontinuirano brojite pozvane dane Julian days JD, počevši od ovog datuma. Početkom julijanskog dana smatra se srednje podne po Griniču. Julijanski datumi za dane tekuće godine dati su u astronomskim kalendarima i Astronomskom godišnjaku. Na primjer, 0 sati 1. januara 2000. u Greenwichu je JD 2451544,5. Često se izostavljaju prve dvije cifre julijanskog datuma.
Razdoblje i dane je Skaliger nazvao Julijanom u čast njegovog oca Julija i nemaju nikakve veze sa Julijem Cezarom.
Zadaci
35. (269) Zvijezda Malog medvjeda () uočena je na njenoj donjoj kulminaciji, a siderički sat je u to vrijeme pokazivao 3 h 39 m 33 s. Šta je korekcija sata?
Rješenje: Korekcija sata je razlika između pravo vrijeme i očitavanje sata 
. U trenutku donjeg vrhunca, u skladu s formulom (), siderično vrijeme je 3 h 20 m 49 s, dakle korekcija sata 
.
36. (228) U Orelu, prema satu koji radi po kijevskom zvezdanom vremenu, u 4 h 48 m uočena je gornja kulminacija Capella (). Koja je razlika u geografskoj dužini ova dva grada?
Rješenje: Razlika u geografskoj dužini dvije tačke jednaka je razlici između bilo koja dva lokalna vremena, u ovom slučaju sideralna vremena. U Orelu, siderično vrijeme je jednako pravoj ascenziji zvijezde u trenutku gornje kulminacije, pa je razlika u geografskoj dužini .
37. (233) Pomračenje Mjeseca 2. aprila 1950. počelo je u 19 sati. h 03 m prema univerzalnom vremenu. Kada je počelo u Almatiju (V vremenska zona) prema standardnom, porodiljskom i lokalnom solarnom vremenu?
