Звездные и земные отрезки года, суток, часов

Сутки... Наверное, каждый из нас способен осознать, что это такое, используя свои внутренние или наручные часы, будь то "Frederique Constant" или "Полет", или же просто наблюдая за сменой дня и ночи.

Но все же понятие "сутки" имеет физическую конкретную величину, которая зависит от звездного расположения. Они определяются как интервал времени между двумя последовательными точками весеннего равноденствия. Звездное время является равномерным только благодаря постоянству вращения Земли. Но для использования это исчисление в повседневной жизни непригодно, потому что Солнце двигается по эклиптике, соответственно, точки весеннего равноденствия на протяжении года смещаются. Из-за этого звездные сутки короче солнечных на 3 минуты 56.55 секунд. Выражение меньших промежутков времени исчисляется в сутках, которые состоят из 24 звездных часов, а они делятся на 60 звездных минут, а те - на 60 звездных секунд. Такую систему измерений используют абсолютно все современные часы, пусть то наручные Guess или кремлевские Куранты.

В отличие от звездного времени солнечное вполне подходит для использования в повседневной жизни, хотя определять его намного сложнее. Истинное солнечное время - это часовой угол Солнца, а истинные солнечные сутки - разница времени между парой истинными полуднями. Поскольку земная орбита представляет собой эллипс, то, проходя по перигелию (начало января), скорость Земли является максимальной, за истинные солнечные сутки планета смещается на 61.1 градус в отношении к Солнечному направлению. Когда же орбита проходит возле афелия (начало июля), то всего на 57.2 градус. Именно поэтому сутки зимой длиннее, чем летом.

С целью получения равномерных солнечных измерений времени было выведено понятие "среднего солнца". Оно представляет собой некоторую фиктивную точку, которая равномерно движется по небесному экватору с периодом в 1 год (примерно 365.2422 суток). Момент верхней кульминации до 1925 г. принимался как начало средних солнечных суток, а по международному соглашению является равным 12 часам. Средние солнечные сутки постоянны, поэтому прямое восхождение среднего солнца увеличивается за сутки на 360градусов/365.2422суток = 0.98564 градусов, что примерно составляет 3 минуты 56.55 секунд. Для полного оборота нашей планете вокруг Солнца необходимо не целое число дней - 365 суток, 5 часов, 48 минут и 46 секунд. Чтобы не появлялись сбои в календаре, александрийскими астрономами был разработан такой, который имел дополнительные сутки в феврале (29 февраля). Современные часы, такие как, например, Assistant, Haas, Ulysse Nardin и т.д., способны автоматически подстраиваться как под смену переходов на "зимнее" и "летнее" время, так и использовать февральскую поправку.

Известен факт, что самый короткий день в году для северного полушария бывает в день зимнего солнцестояния - 22-23 декабря. Но по эфемеридам Солнца получается, что в Москве самый ранний заход происходит в середине декабря, а самый поздний - в конце того же месяца. Это происходит, потому что до солнцестояния уменьшение происходит и утром, и вечером. Восход и заход симметричен по отношению к истинному полудню. Однако при этом происходит ежедневное запаздывание относительно среднего времени. В результате этого восход Солнца в среднем времени запаздывает на несколько дней.

Верхняя кульминация среднего солнца происходит совместно для всех точек, которые лежат на одном меридиане. Из-за того, что Земля вращается, эти зоны смещаются с востока на запад, скорость их составляет при этом 15 градусов/час. Благодаря этому каждому меридиану присуще свойственное только ему среднее солнечное время, зависящее от его долготы, - местное среднее время. Такое время нулевого меридиана называется всемирным временем (Гринвичским) и соответствует обозначениям UT или МВ.

Однако и это местное среднее время было бы неудобно использовать в повседневной жизни, потому что для каждого города тогда должно быть свое время, а это затрудняло бы сообщение между ними. Поэтому было принято решение ввести поясное время. Для этого весь земной шар был разделен на 24 пояса, в каждом из которых - 15-иградусные отрезки долготы. Центральный меридиан нулевого пояса находится на Гринвичском меридиане. Начало счета поясов ведется к востоку, а долготы центральных меридианов кратны 15 градусам. Каждому поясу времени присвоена кратная единице величина времени, равная разности номеров поясов.