Розділ 2 загальні основи виміру часу

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), і знайти числове співвідношення між ними. Прийнятий при вимірах еталон, по можливості, повинен задовольняти умови:

- його величина повинна бути постійною;

- він повинен бути зручним в практичному використанні.

Аналіз цих вимог свідчить, що таким еталоном може бути будь-який періодичний процес, що легко відтворюється в природі. Тоді тривалість одного або декількох періодів такого процесу можна прийняти за еталонну одиницю часу. 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.

В кожній із цих систем одиниця часу-доба ділиться на години, хвилини, секунди, тривалість яких в кожній системі є різною, тобто одна година за зоряним часом не дорівнює одній годині за істинним чи середнім часом.

Тривалість іншої одиниці часу-року встановлюється обертанням Землі як планети по орбіті довкола Сонця. Щоб зафіксувати цю одиницю часу, необхідно також користуватись певними точками небесної сфери. Так, найбільш розповсюд-женою 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. Якщо за точку фіксації тривалості року брати одну і ту ж нерухому точку екліптики, то час між двома послідовними проходженнями центра Сонця через цю точку буде називатися зоряним (або сидеричним) роком. Аналогічний проміжок часу між послідовними про-ходженнями Сонця через точку перигея називається ано-малістичним роком, а через висхідний вузол орбіти Місяця – драконістичним. Оскільки точки весняного рівнодення перигея висхідного вузла змінюють своє положення на небесній сфері внаслідок впливу різних факторів (наприклад, вплив прецесії, нутації ), то тривалість цих одиниць часу змінюються, що обумовлює необхідність вказувати епоху, на яку визначено ту чи іншу одиницю.