1 Pergerakan tahunan Matahari dan sistem koordinat ekliptika
Matahari beserta rotasi hariannya perlahan-lahan bergerak melintasi bola langit dengan arah berlawanan sepanjang tahun. lingkaran besar, disebut ekliptika. Ekliptika condong ke ekuator langit dengan sudut Ƹ, yang besarnya saat ini mendekati 23 26´. Ekliptika berpotongan dengan ekuator langit pada titik musim semi ♈ (21 Maret) dan musim gugur Ω (23 September) ekuinoks. Titik-titik ekliptika, yang berjarak 90 derajat dari ekuinoks, merupakan titik titik balik matahari musim panas (22 Juni) dan musim dingin (22 Desember). Koordinat ekuator dari pusat piringan matahari terus berubah sepanjang tahun dari 0 jam hingga 24 jam (kenaikan ke kanan) - garis bujur ekliptika ϒm, diukur dari titik ekuinoks musim semi ke lingkaran garis lintang. Dan dari 23 26´ hingga -23 26´ (deklinasi) - garis lintang ekliptika, diukur dari 0 hingga +90 di kutub utara dan 0 hingga -90 di kutub selatan. Rasi bintang zodiak adalah rasi bintang yang terletak pada garis ekliptika. Ada 13 rasi bintang pada garis ekliptika: Aries, Taurus, Gemini, Cancer, Leo, Virgo, Libra, Scorpio, Sagitarius, Capricorn, Aquarius, Pisces, dan Ophiuchus. Namun rasi Ophiuchus tidak disebutkan, meskipun Matahari sebagian besar berada di dalamnya rasi Sagitarius dan Scorpio. Hal ini dilakukan untuk kenyamanan. Ketika Matahari berada di bawah cakrawala pada ketinggian 0 hingga -6, senja sipil berlangsung, dan dari -6 hingga -18, senja astronomi berlangsung.
2 Pengukuran waktu
Pengukuran waktu didasarkan pada pengamatan rotasi harian lengkungan dan pergerakan tahunan Matahari, yaitu. perputaran bumi pada porosnya dan revolusi bumi mengelilingi matahari.
Durasi satuan waktu dasar, yang disebut satu hari, bergantung pada titik yang dipilih di langit. Dalam astronomi, poin-poin tersebut dianggap sebagai:
Ekuinoks musim semi ♈ ( waktu sidereal);
Pusat piringan Matahari yang terlihat ( matahari yang sebenarnya, waktu matahari sebenarnya);
- rata-rata matahari - titik fiktif yang posisinya di langit dapat dihitung secara teoritis untuk setiap saat ( berarti waktu matahari)
Untuk mengukur jangka waktu yang lama, tahun tropis didasarkan pada pergerakan Bumi mengelilingi Matahari.
Tahun tropis- periode waktu antara dua lintasan berturut-turut dari pusat pusat Matahari yang sebenarnya melalui titik balik musim semi. Ini berisi 365,2422 hari matahari rata-rata.
Karena pergerakan titik yang lambat ekuinoks musim semi menuju Matahari, disebut presesi, relatif terhadap bintang, Matahari muncul pada titik yang sama di langit setelah selang waktu 20 menit. 24 detik. lebih besar dari tahun tropis. Itu disebut tahun sideris dan berisi 365,2564 hari matahari rata-rata.
3 Waktu sidereal
Selang waktu antara dua puncak titik balik musim semi yang berurutan pada meridian geografis yang sama disebut hari sideris.
Waktu sidereal diukur dengan sudut jam ekuinoks musim semi: S=t ♈, dan sama dengan jumlah kenaikan ke kanan dan sudut jam bintang mana pun: S = α + t.
Waktu sidereal setiap saat sama dengan kenaikan ke kanan bintang mana pun ditambah sudut jamnya.
Pada saat kulminasi atas, sudut jamnya adalah t=0, dan S = α.
4 Waktu matahari sebenarnya
Selang waktu antara dua puncak Matahari yang berurutan (pusat piringan matahari) pada meridian geografis yang sama disebut Saya berada di hari yang cerah.
Permulaan hari matahari sebenarnya pada meridian tertentu dianggap sebagai momen kulminasi bawah Matahari ( benar tengah malam).
Waktu yang berlalu dari kulminasi terbawah Matahari ke posisi Matahari lainnya, yang dinyatakan dalam pecahan hari matahari sebenarnya, disebut waktu matahari sebenarnya T ʘ
Waktu matahari yang sebenarnya dinyatakan dalam sudut jam Matahari bertambah 12 jam: T ʘ = t ʘ + 12 jam
5 Berarti waktu matahari
Agar hari memiliki panjang yang konstan dan sekaligus dikaitkan dengan pergerakan Matahari, konsep dua titik fiktif diperkenalkan dalam astronomi:
Berarti ekliptika dan berarti Matahari khatulistiwa.
Rata-rata ekliptika Matahari (rata-rata gerhana) bergerak secara seragam di sepanjang ekliptika dengan kecepatan rata-rata.
Rata-rata matahari khatulistiwa bergerak sepanjang ekuator dengan kecepatan tetap matahari ekliptika tengah dan sekaligus melewati ekuinoks musim semi.
Selang waktu antara dua kulminasi Matahari rata-rata ekuator yang berurutan pada meridian geografis yang sama disebut rata-rata hari cerah.
Waktu yang berlalu dari kulminasi terbawah Matahari rata-rata ekuator ke posisi lain, yang dinyatakan dalam pecahan rata-rata hari matahari, disebut berarti waktu matahariTM.
Berarti waktu matahari TM pada meridian tertentu setiap saat secara numerik sama dengan sudut jam Matahari: TM= t M+ 12 jam
Waktu rata-rata berbeda dari waktu sebenarnya berdasarkan jumlahnya persamaan waktu: TM= Itu + n .
6 Di seluruh dunia, waktu standar dan waktu bersalin
Di seluruh dunia:
Waktu matahari rata-rata lokal pada meridian Greenwich disebut waktu universal atau dunia T 0 .
Waktu matahari rata-rata lokal di suatu titik di Bumi ditentukan oleh: TM= T 0+ λh
Waktu dihitung berdasarkan 24 meridian geografis utama, terletak satu sama lain pada garis bujur tepat 15 (atau 1 jam) kira-kira di tengah setiap zona waktu. Meridian utama utama adalah Greenwich. Waktu standar adalah waktu universal ditambah nomor zona waktu: T P = T 0+ n
Cuti hamil:
Di Rusia, waktu bersalin digunakan dalam kehidupan praktis hingga Maret 2011:
T D = T P+ 1 jam.
Waktu bersalin di zona waktu kedua di mana Moskow berada disebut waktu Moskow. Di musim panas (April-Oktober), jarum jam dimajukan satu jam, dan di musim dingin jarum jam dimundurkan satu jam.
7 Refraksi
Posisi nyata dari tokoh-tokoh di atas cakrawala berbeda dari yang dihitung menggunakan rumus. Sinar suatu benda langit, sebelum sampai ke mata pengamat, melewati atmosfer bumi dan dibiaskan di dalamnya. Dan dengan meningkatnya massa jenis ke arah permukaan bumi, maka berkas cahaya semakin dibelokkan ke arah yang sama sepanjang garis lengkung, sehingga arah OM 1 yang dilihat oleh pengamat benda ternyata dibelokkan ke arah permukaan bumi. puncaknya dan tidak bertepatan dengan arah OM 2, yang dengannya ia akan melihat benda termasyhur tanpa adanya atmosfer.
Fenomena pembiasan sinar cahaya ketika melewati atmosfer bumi disebut fenomena astronomi pembiasan. Sudut M 1 OM 2 disebut sudut bias atau pembiasan ρ.
Sudut ZOM 1 disebut jarak puncak semu zʹ, dan sudut ZOM 2 disebut jarak puncak sebenarnya z: z - zʹ = ρ, yaitu. jarak sebenarnya dari benda termasyhur itu lebih besar dari jarak yang terlihat ρ.
Di cakrawala pembiasan rata-rata sama dengan 35ʹ.
Akibat pembiasan, perubahan bentuk piringan Matahari dan Bulan diamati saat terbit atau terbenam.
Hari secara tradisional dibagi menjadi 24 jam, satu jam menjadi 60 menit, dan satu menit menjadi 60 detik. Karena kita mengukur kenaikan ke kanan dalam jam, menit, dan detik, maka momen waktu pada jam sidereal ditentukan oleh kenaikan ke kanan bintang yang berada di saat ini klimaks. Oleh karena itu waktu sidereal diukur dengan sudut jam ekuinoks musim semi (Gbr. 19) dengan cara yang sama seperti kita menentukan waktu dengan sudut rotasi jarum jam dan menit. Memang, menurut definisi, sudut jam titik ekuinoks musim semi adalah nol pada saat waktu sidereal adalah nol. Sudut jam berubah secara merata, karena bola langit juga berputar secara merata, yaitu dengan mengukur sudut jam dalam satuan jam, kita segera memperoleh waktu selama bola langit kembali ke sudut tersebut.
Waktu sidereal sangat nyaman bagi para astronom. Mengetahui hal ini, Anda dapat langsung mengetahui bintang mana yang diamati pada saat ini. Sangat mudah untuk mendefinisikannya. Tentu saja, dapat dipasang secara akurat (hingga sepersepuluh atau seperseratus detik) hanya dengan bantuan alat khusus. Namun dengan akurasi hingga beberapa menit, astronom menentukannya dengan sekali pandang.
Hari sideris- ini adalah periode waktu antara dua kulminasi atas yang berurutan dari bintang mana pun. Merupakan kebiasaan untuk menganggap momen puncak ekuinoks musim semi sebagai awal hari sideris.
Gambar (foto, gambar)
Di halaman ini terdapat materi tentang topik-topik berikut:
Satuan waktu
Pengamatan dan pengukuran waktu didasarkan pada revolusi planet kita mengelilingi Matahari.
Waktu yang telah berlalu dapat diukur berdasarkan poin-poin berikut.
Bumi bergerak hampir seragam pada porosnya. Periode pergerakan ini sama dengan periode rotasi kubah langit. Pada gilirannya, periode rotasi cakrawala dapat ditentukan dari pengamatannya.
Dengan demikian, berdasarkan pengetahuan tentang sudut rotasi bumi dari posisi awal tertentu, waktu yang telah berlalu dapat dihitung.
Dalam hal ini, momen-momen berikut ini diambil sebagai posisi awal bumi.
- saat planet kita melewati titik tertentu di langit
- momen titik klimaks tertinggi atau terendah pada meridian yang dipilih.
Catatan 1
Satuan dasar waktu adalah hari. Durasinya bergantung pada titik yang dipilih di langit.
Poin-poin tersebut adalah:
- titik ekuinoks musim semi
- pusat piringan Matahari yang terlihat (Matahari sejati)
- rata-rata matahari adalah sejenis titik spekulatif, yang lokasinya dapat ditentukan secara teoritis dan kapan saja.
Poin-poin tersebut berlaku untuk tiga satuan waktu, yaitu:
- hari sideris
- hari matahari yang sebenarnya
- rata-rata hari matahari
Waktu yang diukur masing-masing disebut waktu sidereal, waktu matahari sebenarnya, dan waktu matahari rata-rata.
Hari sidereal.
Hari sideris adalah periode waktu yang telah berlalu yang dicatat antara dua kulminasi berturut-turut dengan nama yang sama pada titik balik musim semi, yang ditandai pada meridian yang sama.
Dalam hal ini, momen kulminasi atas titik ekuinoks musim semi diambil sebagai awal hari sideris pada meridian yang dipilih.
Waktu sideris.
Waktu sidereal adalah waktu yang telah berlalu dari saat kulminasi atas ekuinoks musim semi ke posisi lainnya. Waktu ini ditentukan dalam jam, menit, dan detik sidereal.
Catatan 2
Penggunaan waktu sideris hanya berguna dalam perhitungan astronomi ilmiah. Dalam kehidupan sehari-hari, menggunakan perhitungan seperti itu tidaklah nyaman. Khususnya, karena matahari melewati titik kulminasi ekuinoks musim semi hanya setahun sekali, maka siang hari terjadi pada waktu yang berbeda dalam sehari, sehingga menimbulkan ketidaknyamanan.
Hari yang benar-benar cerah.
Istilah ini mengacu pada urutan klimaks Matahari yang sama, atau lebih tepatnya, pusat piringan matahari pada meridian geografis yang konstan. Dalam hal ini, permulaan hari matahari sebenarnya adalah momen kulminasi bawah Matahari, yang disebut juga tengah malam sebenarnya.
Waktu matahari yang sebenarnya.
Definisi 1
Yang kami maksud dengan waktu matahari sebenarnya $T$ adalah waktu yang telah berlalu setelah kulminasi terbawah bintang kita ke posisi lain mana pun.
Selain itu, posisi ini dinyatakan dalam interval waktu hari matahari sebenarnya, seperti jam, menit, dan detik matahari sebenarnya.
Hasilnya, waktu matahari sebenarnya $T$ pada meridian yang dipilih pada momen yang diinginkan sama dengan sudut jam Matahari $t$. Pada gilirannya, sudut per jam Matahari $t$ ditentukan dalam ukuran per jam ditambah $12h$.
Hasilnya adalah rumus berikut:
$T¤ = t¤ + 12j$
Perlu juga dikatakan bahwa pergerakan Matahari yang sebenarnya melintasi langit tidak seragam karena alasan berikut:
Bintang kita bergerak sepanjang ekliptika, bukan sepanjang ekuator langit. Ekliptika condong ke ekuator langit dengan sudut = 23°27 Matahari bergerak tidak merata di sepanjang ekliptika.
Oleh karena itu, hari matahari sebenarnya pada suatu hari dalam satu tahun mungkin lebih besar atau lebih kecil dibandingkan hari lainnya. Oleh karena itu, karena durasi hari matahari sebenarnya selalu berubah, gunakanlah waktu tersebut untuk menghitung waktu kehidupan nyata sepertinya tidak mungkin.
Rata-rata hari matahari.
Untuk mendapatkan hari dengan durasi yang konstan, yang saling berhubungan dengan arah Matahari, konsep-konsep berikut diperkenalkan.
Rata-rata ekliptika dan rata-rata matahari khatulistiwa adalah titik fiktif yang digunakan para astronom untuk mendapatkan hari yang memiliki durasi konstan dan dikaitkan dengan lintasan Matahari.
Rata-rata ekliptika matahari bergerak sepanjang ekliptika dengan kecepatan rata-rata bintang kita. Pada tanggal 3 Juli dan 4 Januari, rata-rata matahari ekliptika bertepatan dengan matahari sebenarnya.
Pada gilirannya, rata-rata matahari khatulistiwa bergerak sepanjang ekuator langit dengan kecepatan konstan, yaitu rata-rata ekliptika matahari. Matahari ekliptika dan khatulistiwa secara bersamaan melewati titik balik musim semi.
Hari rata-rata (matahari) - istilah ini mengacu pada periode waktu tertentu antara dua puncak berturut-turut dari rata-rata matahari khatulistiwa.
Catatan 3
Dalam hal ini, permulaan hari rata-rata khatulistiwa dianggap sebagai saat rata-rata matahari khatulistiwa mencapai titik kulminasi terendahnya. Momen ini disebut juga tengah malam.
Waktu rata-rata $Tm$ adalah selang waktu yang berlalu dari saat kulminasi terbawah matahari khatulistiwa rata-rata terjadi ke posisi matahari lainnya. Apalagi posisi ini dinyatakan dalam pecahan rata-rata hari matahari, yaitu rata-rata jam, menit, dan detik.
Hasilnya, waktu rata-rata $Tm$ dihitung berdasarkan fakta bahwa waktu tersebut sama secara numerik setiap saat pada meridian yang diinginkan dengan sudut jam $tm$ rata-rata matahari khatulistiwa. Pada gilirannya, sudut per jam dari rata-rata matahari khatulistiwa ditentukan dalam ukuran per jam $12h$.
Hasilnya, kita mendapatkan rumus berikut:
Waktu ephemeris
Penelitian telah menunjukkan bahwa rata-rata hari bukanlah nilai konstan yang dapat digunakan untuk mengukur waktu. Alasan variabilitas rata-rata hari, khususnya, adalah momen seperti fakta bahwa Bumi berputar tidak merata pada porosnya, yang menyebabkan perubahan kecepatan planet. Menurut pengamatan, besarnya perubahan tersebut sama dengan seperseribu detik.
Dalam hal ini, pada tahun 1956, apa yang disebut waktu ephemeris kedua diambil sebagai dasar untuk waktu ephemeris yang diperkenalkan.
Namun, di zaman kita, alih-alih menghitung waktu ephemeris, digunakan waktu lain yang disebut waktu dinamis bumi. Kali ini kira-kira sama dengan ephemeris.
Waktu atom
Karena perkembangan teknologi, akurasi waktu yang lebih baik daripada sebelumnya dapat dicapai melalui pengamatan dan perhitungan astronomi.
Akibatnya, pada tahun 1964, jam atom cesium diadopsi sebagai standar waktu.
Waktu atom didasarkan pada detik atom. Pada gilirannya, satu detik atom didefinisikan sebagai periode waktu di mana gelombang elektromagnetik menghasilkan 9.192.631.771 osilasi. Dalam hal ini, gelombang elektromagnetik dipancarkan oleh atom cesium selama transisi dari atom tersebut tingkat energi ke yang lain.
Waktu sidereal biasanya ditentukan oleh titik ekuinoks musim semi. Interval waktu antara dua kulminasi atas ekuinoks musim semi yang berurutan pada meridian yang sama disebut hari sidereal. Permulaan hari sideris pada meridian tertentu dianggap sebagai momen kulminasi atas ekuinoks musim semi (Gbr. 3.1). Waktu sidereal diukur dengan sudut jam ekuinoks musim semi. Pada permulaan hari sideris, titik ekuinoks musim semi berada pada kulminasi atas sehingga sudut jamnya adalah 0. Karena Bumi terus berputar pada porosnya, lama kelamaan sudut jam akan bertambah dan berdasarkan nilainya seseorang dapat menilai waktu yang telah berlalu. Jadi, waktu sidereal S adalah sudut jam barat dari titik balik musim semi. Akibatnya, waktu sidereal pada meridian tertentu pada setiap saat secara numerik sama dengan sudut jam ekuinoks musim semi, yaitu.
Ketika mempertimbangkan waktu sidereal, harus diingat bahwa titik ekuinoks musim semi terletak pada jarak yang sangat jauh dan oleh karena itu pergerakan bumi dalam orbitnya tidak mengubah posisi nyatanya pada bola langit. Periode rotasi bumi relatif terhadap titik balik musim semi tetap tidak berubah. Oleh karena itu, hari sideris mempunyai durasi yang konstan. Waktu sidereal banyak digunakan dalam astronomi penerbangan. Untuk meridian Greenwich diberikan dalam AAE untuk setiap jam waktu pada tanggal yang bersangkutan (lihat Lampiran 5). Tidak nyaman menggunakan waktu sidereal, karena tidak ada hubungannya dengan Matahari, yang menjadi dasar rutinitas sehari-hari masyarakat.
Posisi relatif Matahari dan ekuinoks musim semi terus berubah sepanjang tahun. Bergerak sepanjang ekliptika, Matahari bergeser relatif terhadap titik balik musim semi hampir 1° per hari (Gbr. 3.2). Akibatnya, hari sideris lebih pendek 3 menit 56 detik dari hari matahari dan permulaannya sepanjang tahun terjadi pada waktu yang berbeda siang dan malam. Dari Gambar. 3.2 jelas bahwa Matahari hanya sekali dalam setahun mencapai puncaknya bersamaan dengan titik balik musim semi pada siang hari pada jam nol waktu sidereal. Hal ini terjadi ketika Matahari melewati titik balik musim semi, yaitu saat kenaikan ke kanannya adalah 0.
Beras. 3.1. waktu sidereal
Beras. 3.3. Hubungan antara waktu sideris, sudut jam dan kenaikan ke kanan tokoh-tokohnya
Beras. 3.2. Hubungan antara hari sideris dan hari matahari
Setelah satu hari sideris, titik ekuinoks musim semi akan kembali berada di kulminasi atas, dan kulminasi Matahari baru akan terjadi setelah kurang lebih 4 menit, karena dalam satu hari sideris akan bergeser ke timur relatif terhadap titik ekuinoks musim semi. sekitar 1°. Setelah hari sideris berikutnya, kulminasi Matahari akan terjadi kira-kira 8 menit setelah dimulainya hari sideris.
Dengan demikian, waktu kulminasi Matahari terus bertambah. Dalam sebulan waktu sidereal kulminasi akan bertambah kurang lebih 2 jam, dan dalam setahun - sebanyak 24 jam, oleh karena itu, waktu sidereal menjadi nol jam. waktu yang berbeda hari-hari cerah, sehingga sulit untuk menggunakan waktu sidereal dalam kehidupan sehari-hari.
Hubungan antara waktu sidereal, sudut jam dan kenaikan ke kanan bintang.
Tidak mungkin mengukur sudut jam titik balik musim semi atau memperhatikan momen perjalanannya melalui meridian pengamat, karena titik tersebut hanya khayalan dan tidak terlihat di bola langit. Oleh karena itu, tidak mungkin menentukan waktu sidereal secara langsung dari titik ekuinoks musim semi. Oleh karena itu, dalam praktiknya, penentuan permulaan hari sideris dan waktu sideris setiap saat dilakukan oleh bintang mana pun yang diketahui kenaikan ke kanannya (Gbr. 3.3.). Mengetahui kenaikan bintang yang tepat dan mengukur sudut jamnya, Anda dapat menentukan waktu sidereal. Dari Gambar. 3.3 terlihat jelas bahwa terdapat hubungan nyata antara waktu sidereal, sudut jam dan hitung tegak lurus bintang, yang dapat dituliskan melalui koordinat bintang dalam bentuk
Dari ketergantungan ini dapat disimpulkan bahwa waktu sideris setiap saat sama dengan jumlah sudut jam bintang dan kenaikan ke kanannya. Biasanya di observatorium astronomi, jam sideris diperiksa oleh bintang yang mencapai puncaknya. Karena pada saat ini sudut jam bintang adalah nol, waktu sideris akan sesuai dengan kenaikan ke kanan bintang tersebut, yaitu.
Dari Gambar. 3.3 kita dapat memperoleh hubungan lain, yang banyak digunakan dalam praktik astronomi penerbangan untuk menentukan sudut jam bintang: t=S-a. Berdasarkan rumus tersebut, sudut jam bintang navigasi dihitung menggunakan waktu sidereal dan kenaikan ke kanan yang diambil dari AAE. Perhitungan ini menyederhanakan persiapan AAE dan mengurangi volumenya.
Satuan ukuran waktu dalam astronomi adalah hari- periode waktu selama Bumi melakukan revolusi penuh pada porosnya relatif terhadap suatu titik di langit. Tergantung pada titik awal ini, ada hari sideris- periode waktu antara dua kulminasi berturut-turut dengan nama yang sama pada titik balik musim semi, dan hari matahari yang sebenarnya- periode waktu antara dua kulminasi berturut-turut dengan nama yang sama di pusat Matahari. Hari matahari sekitar 4 menit lebih lama dari hari sideris, karena Matahari bergerak di antara bintang-bintang searah dengan rotasi bumi, dan untuk mengejarnya, Bumi perlu melakukan lebih dari satu revolusi relatif terhadap bintang-bintang. Untuk mengukur penggunaan jangka waktu yang lama tahun tropis- periode waktu antara dua lintasan berturut-turut dari pusat Matahari melalui ekuinoks musim semi.
Untuk mengukur waktu, Anda dapat menggunakan hari matahari sidereal dan hari matahari sebenarnya. Jika hari sideris digunakan, maka waktu yang diukur disebut waktu sidereal, dan jika hari matahari benar - maka waktu matahari sebenarnya. Namun, ini tidak berarti bahwa kita mengukur dua kali secara independen. Faktanya, ini seperti dua penggaris berbeda untuk mengukur waktu. Dengan demikian, jarak antar kota dapat dinyatakan dalam kilometer dan mil. Situasinya sama dengan pengukuran waktu.
Permulaan hari sidereal pada meridian geografis tertentu dianggap sebagai momen kulminasi atas ekuinoks musim semi. waktu sidereal- waktu yang berlalu dari saat kulminasi atas ekuinoks musim semi ke posisi lain, dinyatakan dalam pecahan hari sidereal (jam, menit, dan detik sidereal). Jadi waktu sidereal S sama besarnya dengan sudut jam ekuinoks musim semi, atau jumlah sudut jam dari setiap tokoh termasyhur HAI dan kenaikan ke kanannya (lihat Gambar 17):
Oleh karena itu, khususnya, pada momen kulminasi atas bintang mana pun HAI waktu sideris sama persis dengan kenaikan ke kanannya.
9.2. Waktu matahari yang sebenarnya
Permulaan hari matahari sebenarnya dianggap sebagai momen kulminasi terbawah dari pusat Matahari. Waktu matahari sebenarnya adalah waktu yang berlalu dari titik kulminasi terbawah dari pusat Matahari ke posisi lain, dinyatakan dalam pecahan hari matahari sebenarnya (jam, menit, dan detik matahari sebenarnya). Artinya waktu matahari sebenarnya sama dengan sudut jam dari pusat Matahari ditambah 12 jam:
Sayangnya, durasi hari matahari yang sebenarnya bervariasi sepanjang tahun, karena:
1) Matahari tidak bergerak sepanjang ekuator langit, tetapi sepanjang ekliptika yang condong ke arahnya, yaitu. Perubahan kenaikan langsung Matahari dalam satu hari di dekat titik balik matahari lebih besar dibandingkan di dekat titik balik matahari. Oleh karena itu, periode waktu yang sedikit berbeda terjadi antara puncak bawah Matahari dekat titik balik matahari dan ekuinoks.
2) Matahari bergerak tidak merata sepanjang ekliptika karena orbit bumi yang elips.
Karena alasan ini, misalnya, hari matahari sebenarnya pada tanggal 22 Desember kira-kira 50 detik lebih lama dibandingkan tanggal 23 September. Jelas bahwa menggunakan waktu matahari sebenarnya tidaklah nyaman, dan karena itu waktu matahari berarti diperkenalkan.
9.3. Berarti waktu matahari
Dua poin fiktif diperkenalkan - berarti ekliptika Matahari Dan berarti Matahari khatulistiwa. Rata-rata ekliptika Matahari bergerak secara seragam di sepanjang ekliptika dan bertepatan dengan ekliptika sebenarnya pada saat Bumi melewati perihelion. Rata-rata Matahari khatulistiwa bergerak seragam di sepanjang khatulistiwa dengan kecepatan rata-rata Matahari sebenarnya dan, bersamaan dengan rata-rata ekliptika Matahari, melewati titik balik musim semi.
Rata-rata hari matahari- periode waktu antara dua kulminasi rendah berturut-turut dari rata-rata Matahari khatulistiwa pada meridian geografis yang sama. Permulaan hari matahari dianggap sebagai titik kulminasi terbawah dari rata-rata Matahari khatulistiwa, dan waktu matahari rata-rata T M sama
Di mana T M- sudut jam rata-rata Matahari khatulistiwa.
Jelas bahwa rata-rata waktu matahari tidak dapat diukur secara langsung dari pengamatan astronomi, melainkan hanya dapat dihitung. Hubungan antara waktu matahari sebenarnya dan waktu matahari rata-rata dinyatakan melalui persamaan waktu:
 |
| Beras. 18. Mengubah persamaan waktu sepanjang tahun |
9.4. Waktu ephemeris
Pengamatan menunjukkan bahwa rata-rata hari bukanlah nilai yang konstan. Penyebabnya adalah perputaran bumi yang tidak merata pada porosnya. Terjadi perlambatan sekuler dalam rotasi bumi akibat gesekan pasang surut, perubahan musim yang terkait dengan redistribusi massa udara dan air di permukaan bumi. Perubahan kecepatan bumi yang tidak teratur dan tiba-tiba juga telah ditemukan, yang penyebabnya tidak diketahui. Besarnya ketidakteraturan ini adalah seperseribu detik.
Oleh karena itu, diperkenalkanlah waktu ephemeris yang seragam, yang ditentukan oleh pergerakan Bulan dan planet-planet. Pada tahun 1956, Komite Berat dan Ukuran Internasional mengadopsi waktu ephemeris sebagai dasar ephemeris kedua, sebagai 1/31.556.925.9747 bagian tahun tropis pada 12 jam waktu ephemeris pada tanggal 0 Januari 1900.
Saat ini, alih-alih waktu ephemeris, mereka menggunakan apa yang disebut waktu dinamis terestrial, yang kira-kira sama dengan waktu ephemeris.
9.5. Waktu atom
Perkembangan ilmu pengetahuan telah mengarah pada situasi di mana sarana teknis dapat memberikan pengukuran waktu dengan akurasi yang lebih besar dibandingkan dengan pengamatan astronomi. Pada tahun 1964, Komite Berat dan Ukuran Internasional mengadopsi jam atom cesium sebagai standar waktu.
Waktu atom didasarkan pada detik atom, sebagai periode waktu di mana terjadi 9.192.631.771 osilasi gelombang elektromagnetik, yang dipancarkan oleh atom cesium ketika berpindah dari satu tingkat energi tetap ke tingkat energi tetap lainnya.
Detik atom sedikit lebih kecil dari detik ephemeris, dan selama satu tahun perbedaan antara waktu atom dan ephemeris mencapai 0,9 detik. Oleh karena itu, hampir setiap tahun jam atom dimundurkan 1 detik. Sinyal waktu tepat yang dikirimkan melalui radio sesuai dengan waktu atom. Sinyal-sinyal ini ditransmisikan dalam pulsa enam detik, dengan awal sinyal terakhir menunjukkan akhir jam. Beberapa stasiun radio di seluruh dunia menyiarkan sinyal waktu terus menerus sepanjang waktu.
9.6. Sistem pencatatan waktu
Waktu lokal adalah waktu yang diukur pada meridian geografis tertentu.
Perbedaan waktu setempat pada dua meridian pada momen fisik yang sama sama dengan perbedaan garis bujur meridian tersebut:
Waktu universal UT- waktu matahari rata-rata lokal di meridian Greenwich (=0). Jika garis bujur suatu tempat di Bumi dinyatakan dalam satuan jam dan dianggap positif di sebelah timur Greenwich, maka hubungan berikut berlaku:
Waktu standar. Pada tahun 1884, sistem sabuk penghitungan waktu rata-rata diperkenalkan. Waktu dihitung hanya pada 24 meridian geografis utama, yang terletak tepat 15 garis bujur satu sama lain Hai dimulai dari meridian utama. Batas-batas sabuk biasanya tidak jauh dari meridian utama. Nomor sabuk N dari 0 hingga 23. Waktu matahari rata-rata lokal dari meridian utama zona waktu mana pun disebut waktu standar T p, yang digunakan untuk mencatat waktu di seluruh wilayah yang berada dalam zona waktu tertentu. Waktu standar dikaitkan dengan waktu dunia melalui nomor zona waktu:
Waktu bersalin. Pada tahun 1930, berdasarkan keputusan pemerintah Uni Soviet, jarum jam dimajukan 1 jam dibandingkan waktu standar:
Waktu ini disebut waktu bersalin.
Waktu musim panas. Pada tahun 1981, di Uni Soviet, mengikuti contoh sebagian besar negara di dunia, hal itu juga diperkenalkan waktu musim panas, 1 jam sebelum cuti hamil. Waktu musim panas diberlakukan mulai hari Minggu terakhir bulan Maret hingga hari Minggu terakhir bulan Oktober:
Jadi, waktu yang kita sebut Moskow di musim dingin adalah waktu bersalin zona waktu kedua dan 3 jam lebih cepat dari UT. Di musim panas, perbedaan waktu dari Greenwich adalah 4 jam.
Cara paling mudah untuk berpindah dari waktu sidereal ke waktu rata-rata sepanjang tahun tropis. Durasinya dalam hari sideris tepat satu hari lebih lama dari durasi rata-rata hari matahari. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa dalam setahun Matahari melakukan revolusi penuh pada bola langit searah dengan rotasi Bumi. Oleh karena itu, dalam setahun Bumi melakukan satu revolusi lebih sedikit terhadap Matahari dibandingkan terhadap bintang.
Satu tahun tropis sama dengan 365.2422 hari matahari rata-rata dan 366.2422 hari sidereal. Oleh karena itu, hubungan antara waktu matahari rata-rata dan waktu sidereal dilakukan melalui persamaan: 365.2422 hari rata-rata = 366.2422 hari bintang. Atau
Semua satuan waktu lainnya berhubungan satu sama lain melalui koefisien yang sama, yaitu. 1 Rabu. jam = 1,002738 bintang jam, dll., mis.
Dan
Untuk memudahkan penghitungan waktu sidereal pada momen tertentu, yang ditentukan berdasarkan waktu matahari rata-rata, Buku Tahunan Astronomi memberikan waktu sidereal untuk Greenwich Mean Midnight S 0 . Untuk rata-rata hari matahari, nilainya S 0 bertambah 3 M 56 S 0,555, karena Hari sideris lebih pendek dari rata-rata dengan jumlah yang persis seperti ini.
Penuh arti S 0, waktu sidereal dapat dihitung S 0 rata-rata tengah malam pada meridian tertentu. Karena tengah malam akan terjadi di meridian ini lebih awal daripada di Greenwich, maka nilainya S 0 akan sedikit kurang dari S 0:
Contoh. Penting untuk menemukan waktu sidereal di Kazan pada saat ke-3 H berarti waktu matahari. Untuk melakukan ini, Anda perlu mencari waktu sidereal pada tengah malam rata-rata lokal S 0, dan tambahkan periode waktu di tengah 3 H, dikonversi ke waktu sidereal:
9.8. Kalender
Kalender adalah suatu sistem untuk menghitung jangka waktu yang lama.
Alam telah membekali kita dengan 3 proses periodik alami: pergantian siang dan malam, pergantian fase bulan, dan pergantian musim. Di waktu yang berbeda negara yang berbeda Kalender didasarkan pada proses yang berbeda-beda, sehingga ada kalender matahari, bulan, lunisolar. Kalender matahari didasarkan pada durasi tahun tropis, kalender lunar didasarkan pada bulan lunar, kalender lunisolar menggabungkan kedua periode tersebut.
Kita hidup dengan kalender matahari. Untuk alasan praktis, kalender harus memenuhi ketentuan berikut:
1) Tahun kalender harus memuat jumlah hari bilangan bulat.
2) Panjang tahun kalender harus sedekat mungkin dengan panjang tahun tropis.
9.8.1. Kalender Julian
Seperti yang telah kita ketahui, satu tahun tropis terdiri dari 365.2422 hari matahari atau 365 hari D 5 H 48 M 46 S 365 D 6 H. Berdasarkan fakta ini, astronom Aleksandria Sosigenes mengembangkan, dan kaisar Romawi Julius Caesar pada tahun 46 SM memperkenalkan kalender, yang sekarang disebut kalender. Julian. Esensinya adalah sebagai berikut. Panjang satu tahun kalender sederhana diatur ke 365 D. Apalagi dalam 4 tahun selisihnya terakumulasi hampir 1 hari, sehingga setiap tahun keempat ada 366 hari D dan disebut tahun kabisat. Tahun kabisat biasanya dianggap sebagai tahun yang angka-angkanya habis dibagi 4 tanpa sisa (misalnya, 2004).
Tahun Julian lebih panjang 0 dibandingkan tahun tropis D 0,0078 dan setelah 128 tahun selisihnya mulai menjadi 1 hari. Kalender Julian digunakan selama sekitar 16 abad, dan selama ini selisih 10 hari terakumulasi. Hal ini menimbulkan kebingungan dalam menentukan tanggal hari libur gereja.
Misalnya, menurut aturan Gereja Kristen, Paskah harus jatuh pada hari Minggu pertama setelah bulan purnama pertama setelah titik balik musim semi. Pada tahun 325, ekuinoks musim semi jatuh pada tanggal 21 Maret, dan pada tahun 1582 - pada tanggal 11 Maret, yang menyebabkan kesulitan dalam menentukan tanggal Paskah.
9.8.2. kalender Gregorian
Oleh karena itu, reformasi kalender Julian menjadi suatu keharusan dan dilakukan oleh Paus Gregorius XIII pada tahun 1582 kalender baru disebut Gregorian. Proyek kalender baru ini dikembangkan oleh ahli matematika dan dokter Italia Lilio dan bertujuan untuk mendekatkan panjang rata-rata tahun kalender dengan panjang tahun tropis. Inti dari reformasi adalah sebagai berikut.
1) Akumulasi perbedaan 10 hari antara kalender Julian dan penghitungan tahun tropis dihilangkan (setelah 4 Oktober, diputuskan untuk menghitung 15 Oktober).
2) Dalam kalender Julian, lebih dari 400 tahun, selisihnya dengan waktu sebenarnya hampir tepat 3 hari. Oleh karena itu, dalam kalender Masehi, merupakan kebiasaan untuk tidak menganggap tahun kabisat sebagai tahun-tahun abad yang jumlahnya tidak habis dibagi 400. Misalnya, tahun 2000 adalah tahun kabisat, tetapi tahun 1900 bukan tahun kabisat.
Akibatnya, rata-rata panjang satu tahun kalender dalam kalender Masehi selama 400 tahun adalah 365 D 0,2425, selisihnya hanya 0 D.0003, yang akan memberikan selisih 1 hari hanya setelah 3300 tahun.
Di Rusia kalender Gregorian diperkenalkan hanya pada tahun 1918 (setelah 1 Februari, diputuskan untuk segera menghitung 14 Februari), dan Gereja ortodok masih menggunakan Julian.
Kalender Gregorian disebut juga gaya baru, dan kalender Julian disebut gaya lama.
Permulaan tahun penanggalan (1 Januari), permulaan penghitungan tahun (sejak kelahiran Kristus), pembagian tahun menjadi 12 bulan dan minggu 7 hari merupakan suatu konvensi yang diterima dengan kesepakatan, suatu tradisi.
9.9. Garis pembedaan tanggal
Saat menghitung hari kalender, perlu disepakati di meridian mana hari baru dimulai. Menurut perjanjian internasional, meridian tersebut adalah meridian yang terletak 180 dari Greenwich Hai . Garis pembedaan tanggal, di lautan melewati meridian ini dan mengelilingi pulau-pulau. Jadi garis penanggalannya terbentang di mana-mana melintasi lautan.
Di sebelah barat garis penanggalan, disebut juga garis demarkasi, hari dalam suatu bulan selalu lebih besar satu daripada di sebelah timurnya (misalnya, di sebelah barat, di Chukotka, 15 September, dan di sebelah timur, di Alaska , 14 September), jadi ketika melintasi garis demarkasi, hal ini harus diperhitungkan. Bila melintasi garis ini dari barat ke timur, jumlah bulannya harus dikurangi satu, dan dari timur ke barat harus ditambah. Pada kapal laut perubahan tersebut dilakukan pada tengah malam terdekat setelah melewati garis tanggal. Kapal yang berlayar ke timur (dari Tiongkok ke California) menghitung tanggal yang sama dua kali (setelah 15 September, 15 September datang lagi), dan kapal yang berlayar ke barat (dari California ke Tiongkok) melewatkan satu tanggal (setelah 14 September, mereka langsung menghitung 16 September). Jelas sekali Tahun Baru dan bulan baru juga dimulai pada garis tanggal.
9.10. hari Julian
Dalam astronomi, sering muncul masalah dalam menentukan jumlah hari yang telah berlalu antara dua tanggal yang jauh (pengamatan komet, bintang variabel, ledakan nova dan supernova).
Untuk kemudahan penyelesaian masalah ini pada abad ke-16 Masehi. Scaliger memperkenalkan konsep tersebut Periode Julian Panjangnya 7980 tahun, diusulkan untuk menganggap 1 Januari 4713 SM sebagai permulaannya. dan terus menghitung hari-hari yang dipanggil Julian hari JD, mulai tanggal ini. Awal hari Julian dianggap sebagai tengah hari Greenwich. Tanggal Julian untuk hari-hari pada tahun berjalan diberikan dalam kalender astronomi dan Buku Tahunan Astronomi. Misalnya, jam 0 pada tanggal 1 Januari 2000 di Greenwich adalah JD 2451544.5. Seringkali dua digit pertama tanggal Julian dihilangkan.
Periode dan hari diberi nama Julian oleh Scaliger untuk menghormati ayahnya Julius, dan tidak ada hubungannya dengan Julius Caesar.
Tugas
35. (269) Bintang Ursa Minor () diamati pada kulminasi bawahnya, dan jam sideris saat ini menunjukkan 3 H 39 M 33 S. Apa koreksi jamnya?
Larutan: Koreksi jam adalah perbedaannya waktu yang tepat dan pembacaan jam 
. Pada momen klimaks bawah, sesuai dengan rumus (), waktu sidereal adalah 3 H 20 M 49 S, oleh karena itu koreksi jam 
.
36. (228) Di Orel, menurut jam yang berjalan menurut waktu sidereal Kyiv, pukul 4 H 48 M puncak atas Capella () diamati. Berapakah perbedaan garis bujur kedua kota tersebut?
Larutan: Selisih garis bujur dua titik sama dengan selisih dua waktu setempat, dalam hal ini waktu sidereal. Di Orel, waktu sideris sama dengan kenaikan ke kanan bintang pada saat kulminasi atas, sehingga perbedaan garis bujur adalah .
37. (233) Gerhana Bulan pada tanggal 2 April 1950 dimulai pada tanggal 19 H 03 M menurut waktu universal. Kapan dimulainya di Almaty (zona waktu V) menurut standar, waktu bersalin dan waktu matahari setempat?
