§5. Час та календар.

Вимірювання часу.

Час — це форма існування матерії, а рух є способом існування матерії. Існують такі властивості часу: 1) неперервність;

2) одномірність;

3) необоротність;

4) відносність.

Відомий математик Ейнштейн виразив зв'язок часу і матерії. Він говорив, що час в різних системах відліку протікає по-різному. Однією з основних задач астрономії є вимірювання часу і спостереження за рухом світил та вибір одиниць вимірювання часу. Основною одиницею вимірювання є рік і доба, бо вони пов’язані з рухом Землі навколо Сонця та її обертанням навколо своєї осі.

Добою називається проміжок часу , за який Земля зробить 1 повний оберт навколо осі відносно точок відліку на небесній сфері. За такі точки відліку приймають: 1) точку весняного рівнодення γ;

2) справжнє Сонце (під яким розуміють центр видимого диску Сонця);

3) середнє екваторіальне Сонце.

Зоряна доба і зоряний час. Сонячна доба і сонячний час.

Залежно від того, що взяте за орієнтир на небі, відрізняють сонячну і зоряну добу. Добу визначену по відношенню до точки весняного рівнодення називають зоряною добою, а час, що визначається в зоряних добах — зоряний час.

Отже, зоряна доба — це проміжок часу між двома послідовними верхніми кульмінаціями точки весняного рівнодення.

Зоряний час — це час s, що минув від верхньої кульмінації точки весняного рівнодення.

Зоряну добу розділено на 24 зоряних години, у кожній годині - 60 зоряних хвилин, у кожній хвилині - 60 зоряних секунд. Оскільки повний оберт Землі відносно точки ϒ становить 360°, то маємо таке співвідношення: 1 год = 15°, 1° = 4 хв.

Через те що Земля обертається навколо своєї осі, на різних географічних меридіанах кульмінація точки весняного рівнодення настає в різні моменти. Якщо позначити через s₀ зоряний час на нульовому гринвіцькому меридіані, то для спостерігача, який перебуває на схід від Гринвіча і географічна довгота якого λ виражена в годинах і частках години, зоряний час буде більшим на величину λ:

S = S₀+ λ.

Вимірювати час, користуючись зоряною добою, найпростіше, а тому дуже зручно при розв’язанні багатьох астрономічних задач. Проте повсякденний розпорядок життя людини пов'язаний з видимим положенням Сонця, його сходом, кульмінацією і заходом. Інакше кажучи, ми живемо за сонячним часом. Доба визначена за справжнім Сонцем називається справжньою сонячною добою, а час , що вимірюється за справжньою сонячною добою — справжній сонячний час.

Інакше кажучи, проміжок часу між двома послідовними однойменними кульмінаціями центра диска Сонця на одному і тому ж географічному меридіані називається справжньою сонячною добою.

За традицією початок сонячної доби (0 год) настає опівночі (справжня північ). Сонячний час у певному місці, або місцевий час, можна визначити за допомогою сонячного годинника — звичайної палички, тінь від якої допоможе приблизно виміряти місцевий час. Місцевий полудень — 12 година за місцевим часом — настає о тій порі, коли триває верхня кульмінація Сонця,— тоді тінь від палички найкоротша.

Через непостійність тривалості справжньої сонячної доби користуватися справжнім сонячним часом Т_ʘ у побуті дуже незручно. Адже неможливо безперервно регулювати всі годинники «на догоду примхливому Сонцю». Тому було введено поняття середнього сонця.

Середнє сонце - це фіктивна точка, яка рівномірно рухається вздовж небесного екватора, і за той же проміжок часу (рік), що і Сонце, повертається до точки весняного рівнодення ϒ . Час, який визначається за середнім сонцем і за яким ми живемо, називається середнім сонячним часом і вимірюється середньою сонячною добою.

Середня сонячна доба — це проміжок часу між двома послідовними нижніми кульмінаціями середнього сонця.

Середній сонячний час - це час, що минув від нижньої кульмінації середнього сонця.

З цього визначення випливає, що середній сонячний час має різне значення для кожного конкретного меридіана на поверхні Землі. Наприклад, географічні довготи Ужгорода, Києва і Луганська відповідно рівні 22,3^о, 30° і 39,4°, або в годинній мірі 1^h29^m, 2^h00^m, 2^h38^m. Отже, в Луганську Сонце як у нижній, так і у верхній кульмінації буде на 38 хв раніше, а в Ужгороді - на 31 хв пізніше, ніж у Києві.

Системи лічби часу: всесвітній, поясний і декретний час та зв'язок між ними.

Час, виміряний на певному географічному меридіані, називається місцевим часом і позначається Т_м .

Для всіх пунктів, розташованих на одному меридіані, місцевий час буде однаковим. Для пунктів, розташованих на різних меридіанах, він буде різним. Це викликає певні незручності. Тоді ввели всесвітній час — це середній час виміряний на грінвічському меридіані Т₀.

Т_м=Т₀+λ, — зв'язок між місцевим і всесвітнім часом.

де λ — географічна довгота, визначена відносно грінвічського меридіана.

Але вчені побачили, що спілкуватися із іншими сусідніми державами є розбіжності у часі. Тоді щоб усунути незручності, введено так званий поясний час. Усю земну кулю поділили на 24 годинних пояси, віддалені один від одного на 15 град, довготи. Відстань у 15 град, довготи відповідає різниці в часі на одну годину (360 град.; 24 - 15 град.) Такі пояси називають годинними, а час всередині кожного поясу - поясним. Нумерацію поясів установлено від Грінвічського меридіана на схід.

Через середину кожного годинного поясу проходить центральний меридіан цього поясу.

Місцевий час центрального меридіана поясу називається поясним часом Т_п.

Т_п =Т₀+ n^h, де n - номер поясу.

Звя'зок поясного і місцевого часу: Т_п =Т_м+ n^h-λ^h або Т_м =Т_п- n^h+λ^h.

Зауважимо, що межі часових поясів проходять строго по географічних меридіанах лише в ненаселених районах суші, а в населених — межі часових поясів можуть бути викревлені, тому 16 червня 1930 року уряд союзу прийняв декрет про введення декретного часу.

Час, збільшений на 1 год називається декретним часом.

Т_д =Т_п+ 1^h.

На меридіані з довготою 180° проходить лінія зміни дат. Для тих, хто її перетинає, є можливість подорожувати не тільки в просторі, а й у часі. Наприклад, якщо летіти з Азії на схід, в Америку, 1 січня, то наступний день теж буде 1 січня, тобто виникає на перший погляд фантастична можливість прожити той самий день двічі. Зате коли пасажири летять у зворотному напрямку, з Америки на захід, в Азію, то протягом перельоту за кілька годин можна прожити 2 доби — після 1 січня зразу настане 3 січня.

Весною, в останню неділю березня, всі годинники більшості країн Європи переводять на 1 годину вперед, запроваджується так званий літній час. Правда, не в усіх країнах світу переводять стрілки годинника на літній час. Нема сенсу вводити літній час у тропічній зоні, бо там тривалість дня протягом року майже однакова — 12 год.

Календар і його типи.

Система рахунку великих проміжків часу, яка має право для визначення років, місяців, тижнів, днів називається календарем.

Слово «календар» походить від латинських слів «калео» - «проголошую» і «календаріум» - «боргова книга».

У сучасному календарі усіх європейських країн за основу береться

1 тропічний рік Т_ϒ — проміжок часу за який Земля зробить один повний оберт по орбіті навколо Сонця відносно зір.

Т_ϒ= 365,24220 доби.

Залежно від своїх традицій, способу життя і релігійних уявлень люди в давнину розробили різні типи календарів: