Что такое время в астрономии


см. Звёздное время

Для измерения времени нужен периодический процесс, который отличался бы стабильностью и повторялся бы сколь угодно долго. Желательно, чтобы было возможно отме­чать малые доли этого процесса. Такой процесс есть: это вра­щение Земли относительно звёзд.

Небесная сфера используется как часы. Но в этих часах циферблатом служит звёздное небо, а стрелкой — небесный меридиан. Часы не совсем обычные: в них неподвижна стрел­ка, а циферблат вертится.

см. Солнечное время

В повседневной жизни пользоваться звёздными часами очень неудобно. Ведь повседневная жизнь человека зависит от Солнца. Нам важно, чтобы в одно и то же время по часам было свет­ло, чтобы сутки начинались ночью, когда мы спим. Поэтому мы измеряем время по солнечным часам и называем его сол­нечным временем.

Солнечное время бывает истинным и средним. Разность между ними называется уравнением времени.

см. Эфемеридное время


Принято считать, что сутки начинаются в полночь, кото­рая совпадает с нижней кульминацией Солнца. Часы показы­вают, какая часть суток прошла с момента полуночи. Ясно, что на разных меридианах момент полуночи наступает не в один и тот же момент времени, следовательно, на каждом ме­ридиане часы показывают своё время. Так и было до конца XIX в. Но развитие железных дорог, телеграфа, затем радио привело к тому, что такой порядок исчисления времени стал неудобным.

Наша Земля поворачивается вокруг своей оси за одни сутки, то есть делает оборот на 360 градусов за 24 часа. За один час она по­ворачивается на 360:24=15 градусов. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

С 1884 г. вся Земля была разбита на 24 часовых пояса. Внутри пояса все часы стали показывать одно и то же время, а в соседних поясах показания их отличались на 1 ч. Границы поясов пытались провести точно по меридиану, но это неудобно, и каждое государство провело их по своему ус­мотрению. Это время называется поясным.

В восточном направлении время в соседнем поясе сдвигается на 1 час вперед — там солнце встает раньше, в западном — на один час назад.

В Советском Сою­зе с 1930 г. часы были переведены на 1 ч вперёд. Это время назы­вается декретным.

С 1986 г. летом стрелки часов пе­реводятся ещё на 1 ч вперёд, осенью они возвращаются на­зад. Это время называется летним.

Источник: WikiWhat.ru

Звездные и солнечные сутки


Солнечные сутки примерно на 4 минуты длиннее звездных, потому что Земля одновременно вращается вокруг оси и обращается вокруг Солнца.

Чтобы самостоятельно определить продолжительность оборота Земли, нужно смастерить визир-прицел из двух гвоздей, вбитых в доску, и установить его на штативе. Далее как можно точнее навести визир на любую звезду, зафиксировать его положение и, отметив и записав время начала наблюдений, оставить прибор неподвижным на сутки. Вместо визира с еще большим успехом можно использовать телескоп или зрительную трубу, так же надежно закрепленные. Через 23 ч 56 мин (это и есть продолжительность оборота Земли — сутки) Земля, сделав оборот вокруг оси, сама нацелит визир на ту же звезду.

Солнечные сутки подобны «лунным». Вследствие движения вокруг Земли Луна каждые сутки смещается на фоне звезд на 13°, и Земля доворачивается до полного оборота относительно Луны еще 50 мин. Вследствие движения Земли вокруг Солнца оно для земного наблюдателя тоже смещается на фоне звезд — на 1° за сутки. А скорость вращения Земли — 1° в 4 мин. Потому-то Земля и завершает оборот относительно Солнца с опозданием на 4 мин.

За сутки звездный и солнечный обороты Земли расходятся на 4 мин, за месяц — на 120 мин за год — на 24 ч. Так же расходятся и часы, отмеряющие звездное и солнечное время. В году звездных суток на одни больше, чем солнечных. И только раз в год, а именно в момент осеннего равноденствия, звездное время совпадает с солнечным.


Человек живет днями и ночами, он живет солнечными сутками. Но в любой обсерватории есть часы, которые идут по звездному времени — каждые сутки на 4 мин вперед. Они нужны для организации наблюдений. По нижнему краю звездной карты проставлены часы и минуты. Это — прямое восхождение светил. Прямое восхождение Сириуса — 6 ч 45 мин. Это означает, что в указанное время по звездным часам в любой день года Сириус оказывается точно на юге, на меридиане. Взглянув на звездные часы и на карту, легко сообразить, какие звезды сейчас удобны для наблюдения.

Часовщик может отрегулировать механический будильник, заставив его спешить на 4 мин в сутки, т. е. идти по звездному времени. А в ежегодных астрономических календарях есть таблица «Звездное время в среднюю полночь», позволяющая правильно поставить стрелки звездных часов.

В поисках надежных часов

Уже через 25 лет после изобретения маятниковых часов удалось создать настолько точный часовой механизм, что его с успехом стали использовать для наблюдений в обсерваториях.

Первым его применил английский королевский астроном и первый директор Гринвичской обсерватории Джон Флемстид в 1676 г. при составлении большого звездного каталога «Британская история неба». От Флемстида идет традиция проверки и изучения хода астрономических часов. Он «наблюдал часы», изучая их ход, как наблюдают движение новой планеты.


Любые механические часы, даже если они наилучшим образом отрегулированы, непременно или спешат, или отстают. Кроме того, все часы идут неравномерно: иногда быстрее, иногда медленнее — в зависимости от качки, тряски, температуры, атмосферного давления, загрязнения и старения механизма, настройки и многих других причин. Так что часы надо регулярно проверять, желательно раз в сутки в одно и то же время. Раньше астрономы это делали по звездам, переводя потом звездное время в среднее солнечное, по которому и идут часы. Теперь они пользуются специальными сигналами времени, более точными, чем звуковые сигналы по радио или часы на телеэкране: астрономам нужна точность до тысячных долей секунды. Астрономам-любителям для большей части наблюдений достаточна точность порядка 1 с.

Последним усовершенствованным маятником были часы Федченко, созданные в 1954 г. Их точность составляла 3 ⋅ 10–4 с. Впрочем, часы Федченко появились на свет слишком поздно. В 1939 г. из часов была выброшена главная деталь — механический маятник. С этого года в обсерваториях стали использоваться кварцевые часы. В них роль маятника, т. е. регулятора хода, выполняет кварцевая пластинка, вырезанная из цельного кристалла. Если к ней подвести электрический ток, она начинает колебаться с заданной частотой. Хорошие часы, управляемые кварцевой пластинкой, имеют вариации хода 10–4—10–6 с в сутки. У кварцевых часов, повысивших точность астрономических измерений в 100 раз, есть свой недостаток. Кварцевая пластинка со временем стареет, и это ведет к неуклонному замедлению хода часов примерно на 10–6 с в сутки.


Придуманы и опробованы настроечные часы с другими атомами-маятниками: водородные, рубидиевые, но цезиевые атомные часы пока остаются главными.

Вникнуть в устройство атомных часов труднее, чем понять, как идут ходики. Современные сверхточные часы — сложные электронные приборы. Астрономы должны уметь грамотно пользоваться ими при наблюдениях как за небом, так и за Землей.

Местное время

Звездное время определяют по взаимному расположению полярной звезды и большой медведицы, а солнечное — по солнечным часам. Солнечные часы почти всегда показывают время, не совпадающее с тем, по которому мы живем, на несколько минут.

Если бы достаточно равномерно вращающийся земной шар также равномерно обращался вокруг Солнца по круговой орбите, а ось Земли была перпендикулярна плоскости орбиты, тогда и Солнце по небу, и его часы на Земле тоже шли бы равномерно. Но, во-первых, Земля движется по эллипсу неравномерно, а во-вторых, наклон земной оси к экватору — это еще одна причина разной продолжительности суток.

Чтобы все сутки в году были одинаковы, люди придумали «среднее Солнце». Это воображаемое Солнце в отличие от настоящего движется вокруг Земли, и притом не по эклиптике, а по небесному экватору. Оно перемещается совершенно равномерно; «выравненное» время, по которому мы живем, называется средним солнечным временем. Если же быть совсем точным, к названиям этих времен надо добавлять слово «местное»: местное звездное время и т. д. Наиболее удобно в обиходе местное среднее солнечное время. Во-первых, оно связано с ритмом день-ночь, а во-вторых, это время — в отличие от истинного солнечного — равномерно и потому приспособлено и для обычных часов.


За всемирное время принято местное среднее солнечное время Гринвичской обсерватории в Лондоне, через которую проведен нулевой меридиан Земли. Все сигналы точного времени соответствуют минутам и секундам всемирного времени. При этом астрономическая Служба времени постоянно следит за неравномерностью вращения Земли по атомным часам и по мере необходимости добавляет, а иногда и отнимает «високосную» секунду в самом конце года, так же, как раз в четыре года в календарь вставляют лишний день — 29 февраля. Поэтому в последней минуте перед Новым годом (по всемирному времени) может быть и 59, и 60, и 61 с. Об этом астрономическая служба оповещает заранее.

В развитие хорошей идеи всемирного времени придумали поясное время. Для этого выбрали 24 главных земных меридиана с долготой 0°, 15°, 30°, 45° и т. д. На каждом из этих меридианов местное время отличается от всемирного на целое число часов, а минуты и секунды совпадают с гринвичскими. От каждого из этих меридианов отмерили влево и вправо по 7,5° и провели границы часовых поясов. На территории такой «мандариновой дольки» время всюду одинаковое и отличается от соседних поясов ровно на час.


левой часовой пояс лежит по обе стороны от Гринвичского меридиана. В системе поясного времени, принятой почти во всем мире, все часы показывают одинаковые минуты и секунды, а часовая стрелка при пересечении границы пояса переводится ровно на час вперед или назад в зависимости от направления движения. Во многих развитых странах весной к поясному времени добавляется один час (летнее время), а осенью это час убирается. В России с 2014 г. в большинстве регионов круглый год время на час больше поясного.

Если путешествовать с запада, навстречу Солнцу, то время у путешественника понемногу прибавляется, а если двигаться с востока, следом за Солнцем, то истинное солнечное время течет медленнее. Поэтому для путешествующего вокруг Земли непременно должна быть где-то граница, выпускающая странника в новую дату и день недели. Такая граница была проведена в XIX в. Международная линия смены даты проходит через Берингов пролив между островами Тихого океана от полюса до полюса.

Источник: SiteKid.ru

Солнечное время

Вслед­ст­вие вра­ще­ния Зем­ли во­круг сво­ей оси че­рез не­бес­ный ме­ри­ди­ан пе­рио­ди­че­ски про­хо­дят как звёз­ды, так и точ­ки не­бес­ной сфе­ры. Ес­ли фик­си­ру­ет­ся мо­мент про­хо­ж­де­ния Солн­ца че­рез ме­ри­ди­ан, то В., оп­ре­де­ляе­мое из этих на­блю­де­ний, на­зы­ва­ет­ся ис­тин­ным сол­неч­ным В.
­мент верх­ней куль­ми­на­ции (см. Куль­ми­на­ция не­бес­но­го све­ти­ла) цен­тра ви­ди­мо­го дис­ка Солн­ца на дан­ном ме­ри­диа­не на­зы­ва­ет­ся ис­тин­ным пол­днем, мо­мент ниж­ней куль­ми­на­ции – ис­тин­ной пол­но­чью, про­ме­жу­ток вре­ме­ни ме­ж­ду по­сле­до­ва­тель­ны­ми од­но­им. куль­ми­на­ция­ми – ис­тин­ны­ми сол­неч­ны­ми сут­ка­ми. За на­ча­ло сол­неч­ных су­ток при­ни­ма­ют ис­тин­ную пол­ночь. Те­че­ние ис­тин­но­го сол­неч­но­го вре­ме­ни не­рав­но­мер­но вслед­ствие не­рав­но­мер­но­го дви­же­ния Зем­ли по ор­би­те и не­пер­пен­ди­ку­ляр­но­сти оси вра­ще­ния Зем­ли к плос­ко­сти ор­би­ты. По­это­му ис­тин­ное сол­неч­ное В. ма­ло­при­год­но для прак­тич. при­ме­не­ния.

Вме­сто не­го ис­поль­зу­ет­ся ср. сол­неч­ное В., ос­но­ван­ное на су­точ­ном дви­же­нии фик­тив­ной точ­ки (на­зы­вае­мой ср. эк­ва­то­ри­аль­ным Солн­цем), рав­но­мер­но дви­жу­щей­ся по эк­ва­то­ру в ту же сто­ро­ну, что и ис­тин­ное Солн­це. Ско­рость дви­же­ния точ­ки та­ко­ва, что в сво­ём го­дич­ном дви­же­нии она все­гда про­хо­дит че­рез точ­ку ве­сен­не­го рав­но­ден­ст­вия од­но­вре­мен­но с ис­тин­ным Солн­цем. Пол­ный обо­рот по эк­ва­то­ру фик­тив­ная точ­ка де­ла­ет за тот же про­ме­жу­ток вре­ме­ни, что и ис­тин­ное Солн­це при дви­же­нии по эк­лип­ти­ке. Ана­ло­гич­но ис­тин­ным сут­кам оп­ре­де­ля­ют­ся ср. сол­неч­ные су­тки, ко­то­рые рав­ны про­ме­жут­ку вре­ме­ни ме­ж­ду дву­мя по­сле­до­ва­тель­ны­ми од­но­им. куль­ми­на­ция­ми ср. эк­ва­то­ри­аль­но­го Солн­ца. За на­ча­ло ср. сол­неч­ных су­ток при­ни­ма­ет­ся ср. пол­ночь (мо­мент ниж­ней куль­ми­на­ции фик­тив­ной точ­ки).


До 1960 ср. сол­неч­ные су­тки ис­поль­зо­ва­лись для оп­ре­де­ле­ния фун­дам. еди­ни­цы из­ме­ре­ния – се­кун­ды, ко­то­рая рав­ня­лась 1/86400 час­ти ср. сол­неч­ных су­ток. Сле­до­ва­тель­но, дли­тель­ность се­кун­ды за­ви­се­ла от ско­ро­сти вра­ще­ния Зем­ли. По­сле по­яв­ле­ния квар­це­вых, а за­тем кван­то­вых ча­сов бы­ла об­на­ру­же­на не­рав­но­мер­ность вра­ще­ния Зем­ли, что при­ве­ло к от­ка­зу от ср. сол­неч­ных су­ток как ме­ры точ­но­го В. и за­ме­не оп­ре­де­ле­ния се­кун­ды.

Раз­ность ме­ж­ду ис­тин­ным и ср. сол­неч­ным В. на­зы­ва­ет­ся урав­не­ни­ем вре­ме­ни, ко­то­рое в те­че­ние го­да из­ме­ня­ется в пре­де­лах от –14 мин 22 с до +16 мин 24 с.

Ср. сол­неч­ное В. Грин­вич­ско­го ме­ри­диа­на на­зы­ва­ет­ся все­мир­ным вре­ме­нем (Universal Time, UT); его оп­ре­де­ле­ние свя­за­но с вра­ще­ни­ем Зем­ли. В свя­зи с не­рав­но­мер­но­стью вра­ще­ния Зем­ли вво­дят т. н. UT0 и UT1. UT0 – все­мир­ное вре­мя, по­лу­чен­ное из на­блю­де­ний, т. е. В. на мгно­вен­ном грин­вич­ском ме­ри­диа­не, со­от­вет­ст­вую­щем мгно­вен­но­му по­лю­су Зем­ли; UT1 – все­мир­ное вре­мя ср. грин­вич­ско­го ме­ри­диа­на, оп­ре­де­ляе­мо­го ср. по­ло­же­ни­ем по­лю­са Зем­ли; оно по­лу­ча­ет­ся до­бав­ле­ни­ем к UT0 по­пра­вок, учи­ты­ваю­щих дви­же­ние по­лю­сов.


Для то­го что­бы пе­рей­ти от все­мир­но­го вре­ме­ни к ме­ст­но­му, не­об­хо­ди­мо знать дол­го­ту мес­та. В со­от­вет­ст­вии с ре­ше­ни­ем Ме­ж­ду­нар. ас­тро­но­мич. сою­за (МАС) дол­го­та счи­та­ет­ся по­ло­жи­тель­ной к вос­то­ку от Грин­вич­ско­го ме­ри­диа­на и из­ме­ря­ет­ся от 0° до 360°. Что­бы най­ти ме­ст­ное В., на­до к UT при­ба­вить дол­го­ту, вы­ра­жен­ную в ча­сах (360° со­от­вет­ст­ву­ет 24 ч).

Ме­ст­ное В. оди­на­ко­во для всех то­чек, рас­по­ло­жен­ных на од­ном ме­ри­диа­не. Сле­до­ва­тель­но, при пе­ре­ме­ще­нии на вос­ток стрел­ки ча­сов нуж­но не­пре­рыв­но пе­ре­во­дить впе­рёд, а при дви­же­нии на за­пад – на­зад. Что­бы уст­ра­нить это не­удоб­ст­во, в 19 в. во мно­гих стра­нах бы­ла при­ня­та по­яс­ная сис­те­ма счё­та вре­ме­ни. Зем­ной шар был раз­бит на 24 поя­са, ши­ри­ной при­мер­но по 15° дол­го­ты ка­ж­дый. Ча­со­вые поя­са име­ют но­ме­ра от 0 до 23. В дей­ст­ви­тель­но­сти ши­ри­на поя­сов не рав­ня­ет­ся 15°, т. к. гра­ни­цы поя­сов сдви­га­ют­ся в со­от­вет­ст­вии с гос. гра­ни­ца­ми, адм. де­ле­ни­ем внут­ри стра­ны и т. п. На­чаль­ный ме­ри­ди­ан ну­ле­во­го поя­са про­хо­дит че­рез Грин­вич­скую об­сер­ва­то­рию. В 1-й ча­со­вой по­яс (ко­то­рый оп­ре­де­ля­ет сред­не­ев­ро­пей­ское вре­мя) вхо­дят Фран­ция, Ис­па­ния, Гер­ма­ния и др.

По­яс­ное В. со­сед­них ча­со­вых поя­сов от­ли­ча­ет­ся на 1 час. По ме­ри­диа­ну 180° про­хо­дит ли­ния пе­ре­ме­ны дат (точ­нее, эта ли­ния из­ги­ба­ет­ся, учи­ты­вая гос. гра­ни­цы). Но­вые су­тки на Зем­ле на­чи­на­ют­ся на этой ли­нии. При пе­ре­се­че­нии ли­нии пе­ре­ме­ны дат c вос­то­ка на за­пад не­об­хо­ди­мо при­ба­вить один день и, на­обо­рот, при пе­ре­се­че­нии с за­па­да на вос­ток – вы­честь один день, т. е. счи­тать од­ну да­ту два­ж­ды.

В Рос­сии по­яс­ное В. бы­ло вве­де­но в 1919. В 1930 на всей тер­ри­то­рии СССР бы­ло вве­де­но дек­рет­ное вре­мя, от­ли­чаю­щее­ся от по­яс­но­го на +1 ч. Кро­ме то­го, с 1981 еже­год­но вво­дит­ся лет­нее В.: стрел­ки ча­сов пе­ре­во­дят на час впе­рёд в по­след­нее вос­кре­се­нье мар­та и на час на­зад в по­след­нее вос­кре­се­нья сен­тяб­ря (до 1996) или ок­тяб­ря (по­сле 1996). В. рос­сий­ской час­ти 2-го ча­со­во­го поя­са, в ко­то­ром на­хо­дит­ся Мо­ск­ва, на­зы­ва­ют мо­с­ков­ским вре­ме­нем. Раз­ни­ца ме­ж­ду мо­с­ков­ским и все­мир­ным В. со­став­ля­ет 3 ч зи­мой и 4 ч ле­том.

Звёздное время

Шка­ла В., ос­но­ван­ная на на­блю­де­нии за дви­же­ни­ем точ­ки ве­сен­не­го рав­но­ден­ст­вия, на­зы­ва­ет­ся звёзд­ной. Мо­мент верх­ней куль­ми­на­ции точ­ки ве­сен­не­го рав­но­ден­ст­вия при­ни­ма­ет­ся за на­ча­ло звёзд­ных су­ток, ко­то­рые де­лят­ся на звёзд­ные ча­сы, ми­ну­ты и се­кун­ды. Звёзд­ное В. оп­ре­де­ля­ет­ся не­по­сред­ст­вен­но из ас­тро­но­мич. на­блю­де­ний и не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­дач ас­тро­но­мо­ге­о­де­зии, на­ви­га­ции и др.

Звёзд­ное В., так же как и UT, оп­ре­де­ля­ет­ся вра­ще­ни­ем Зем­ли. По­это­му обе шка­лы свя­за­ны друг с дру­гом точ­ным со­от­но­ше­ни­ем, из ко­то­ро­го сле­ду­ет, что 24 ч ср. сол­неч­но­го вре­ме­ни рав­ны 24 ч 3 мин 56,555 с звёзд­но­го В. Шка­ла звёзд­но­го В., как и UT, яв­ля­ет­ся не­рав­но­мер­ной.

Динамическое время

Тео­рии дви­же­ния Зем­ли и др. тел Сол­неч­ной сис­те­мы, ос­но­ван­ные на урав­не­ни­ях ди­на­ми­ки, по­зво­ля­ют оп­ре­де­лить т. н. шка­лы ди­на­ми­че­ско­го В. Так, в рам­ках ме­ха­ни­ки Нью­то­на оп­ре­де­ля­ет­ся шка­ла эфе­ме­рид­но­го В., в рам­ках тео­рии от­но­си­тель­но­сти Эйн­штей­на – шка­лы ба­ри­цен­три­че­ско­го и зем­но­го В. Эти шка­лы исполь­зу­ют­ся при ре­ше­нии за­дач кос­мич. на­ви­га­ции.

По­пыт­ка ас­тро­но­мов ис­поль­зо­вать все­мир­ное и звёзд­ное В. как рав­но­мер­ные шка­лы ока­за­лась не­удач­ной. В ка­че­ст­ве но­вой, бо­лее точ­ной шка­лы В. бы­ла пред­ло­же­на шка­ла, оп­ре­де­ляе­мая пе­рио­дич. дви­же­ни­ем тел в Сол­неч­ной сис­те­ме. В ме­ха­ни­ке Нью­то­на В. счи­та­ет­ся аб­со­лют­ным (не за­ви­ся­щим от сис­те­мы ко­ор­ди­нат) ар­гу­мен­том в урав­не­ни­ях, ко­то­рые оп­ре­де­ля­ют эфе­ме­ри­ды пла­нет, Солн­ца и Лу­ны. Ис­поль­зуя при­ня­тую тео­рию дви­же­ния пла­нет, Солн­ца и Лу­ны, а так­же на­блю­де­ния за не­бес­ны­ми те­ла­ми, мож­но по­стро­ить стро­го рав­но­мер­ную (в нью­то­нов­ском при­бли­же­нии) шка­лу В. Та­кая шка­ла на­зы­ва­ет­ся эфе­ме­рид­ным В. (Ephemeris Time, ET). ET рас­смат­ри­ва­лось как не­за­ви­си­мая пе­ре­мен­ная в тео­рии ор­би­таль­но­го дви­же­ния Лу­ны, Зем­ли и др. пла­нет. ET бы­ло оп­ре­де­ле­но МАС в 1952 и ис­поль­зо­ва­лось до 1984.

Вве­де­ние ET при­ве­ло к за­ме­не оп­ре­де­ле­ния еди­ни­цы В. Преж­нее оп­ре­де­ле­ние се­кун­ды в 1960 бы­ло за­ме­не­но сле­дую­щим: се­кун­да есть 1/31556925,9747 часть тро­пи­че­ско­го го­да для мо­мен­та 1900, ян­варь 0, 12 ч эфе­ме­рид­но­го В. Эта се­кун­да на­зва­на эфе­ме­рид­ной. Се­кун­да ET бо­лее по­сто­ян­на по ве­ли­чи­не, чем се­кун­да, оп­ре­де­ляе­мая ср. сол­неч­ны­ми сут­ка­ми, но её го­раз­до труд­нее из­ме­рить. Один из не­дос­тат­ков шка­лы ЕТ – за­держ­ка при её вы­чис­ле­нии и слож­ность прак­тич. реа­ли­за­ции. Не­об­хо­ди­мо про­во­дить на­блю­де­ния тел Сол­неч­ной сис­те­мы, оп­ре­де­лять ко­ор­ди­на­ты тел, срав­ни­вать их с тео­ре­ти­че­ски вы­чис­лен­ны­ми ко­ор­ди­на­та­ми. Лишь по про­ше­ст­вии ми­ни­мум од­но­го го­да мож­но ус­та­но­вить раз­ни­цу ме­ж­ду UT и ET; точ­ность вы­чис­ле­ния этой раз­ни­цы ог­ра­ни­чи­ва­ет­ся точ­но­стью оп­тич. на­блю­де­ний.

Шка­ла ET бы­ла пер­вой шка­лой ди­намич. В. По­вы­ше­ние точ­но­сти на­блю­де­ний и оп­ре­де­ле­ние атом­ной шка­лы В. при­ве­ло к соз­да­нию но­вых ди­на­мич. шкал В. Та­ки­ми шка­ла­ми яв­ля­ют­ся шка­лы ба­ри­цен­три­че­ско­го ди­на­мич. В. (Temps Dynamique Barycentrique, TDB) и зем­но­го ди­на­мич. В. (Temps Dyna­mi­que Terrestre, TDT), ба­ри­цен­три­че­ско­го и гео­цен­три­че­ско­го ко­ор­ди­нат­но­го В. (Temps Coordonné e Barycentrique, TCB, и Temps Coordonnée Geocentrique, TCG), а так­же зем­но­го В. (Temps Terrestre, TT). Они ис­поль­зу­ют­ся для вы­чис­ле­ния ба­ри­цен­трич. или гео­цен­трич. эфе­ме­рид. На уров­не точ­но­сти, с ко­то­рой мо­жет быть оп­ре­де­ле­но ET (по­ряд­ка 0,001 с), эти шка­лы эк­ви­ва­лент­ны.

Шка­ла TT яв­ля­ет­ся ос­но­вой для вы­чис­ле­ния ви­ди­мых гео­цен­трич. эфе­ме­рид не­бес­ных тел и мо­жет счи­тать­ся рав­номер­ной шка­лой В. TT по­ка­зы­ва­ли бы кван­то­вые ча­сы, ес­ли бы они бы­ли рас­по­ло­же­ны на по­верх­но­сти гео­ида. По­строе­ние иде­аль­ной рав­но­мер­ной шка­лы В. ог­ра­ни­че­но не­дос­та­точ­ной пол­но­той зна­ний о строе­нии Сол­неч­ной сис­те­мы, точ­но­стью на­блю­де­ний тел и вы­чис­ле­ния их по­ло­же­ний, а так­же точ­но­стью оп­ре­де­ле­ния мо­мен­тов на­блю­де­ний.

Атомное время

Шка­ла атом­но­го В. ос­но­ва­на на по­ка­за­ни­ях кван­то­вых ча­сов. Еди­ни­ца атом­но­го В. свя­за­на с час­то­той из­лу­че­ния или по­гло­ще­ния энер­гии при пе­ре­хо­де ато­мов из од­но­го кван­то­во­го со­стоя­ния в дру­гое. Совр. шка­ла В., ко­то­рая ис­поль­зу­ет­ся и в ас­тро­но­мии, и в по­все­днев­ной жиз­ни, яв­ля­ет­ся атом­ной шка­лой.

Шка­ла атом­но­го В. (Temps Atomique International, TAI) бы­ла по­строе­на в сер. 20 в. Она ба­зи­ру­ет­ся на ис­поль­зо­ва­нии кван­то­вых стан­дар­тов час­то­ты, ко­то­рые, в свою оче­редь, ос­но­ва­ны на ре­зо­нанс­ном пе­ре­хо­де ато­мов с од­но­го энер­ге­тич. уров­ня на дру­гой. Шка­ла TAI рав­но­мер­на на дли­тель­ных про­ме­жут­ках вре­ме­ни. За еди­ни­цу из­ме­ре­ния В. при­ни­ма­ет­ся атом­ная се­кун­да (се­кун­да СИ), оп­ре­де­ляе­мая в со­от­вет­ст­вии с ре­зо­лю­ци­ей XIII кон­фе­рен­ции Ме­ж­ду­нар. к-та мер и ве­сов (1967) как про­ме­жу­ток В., в те­че­ние ко­то­ро­го со­вер­ша­ет­ся 9192631770 ко­ле­ба­ний, со­от­вет­ст­вую­щих час­то­те элек­тро­маг­нит­ной вол­ны, из­лу­чае­мой ато­мом це­зия 133Cs при ре­зо­нанс­ном пе­ре­хо­де ме­ж­ду энер­ге­тич. уров­ня­ми сверх­тон­кой струк­ту­ры осн. со­стоя­ния при от­сут­ст­вии внеш­них маг­нит­ных по­лей на уров­не мо­ря. Дли­тель­ность се­кун­ды TAI бы­ла вы­бра­на та­кой, что­бы она со­от­вет­ст­во­ва­ла дли­тель­но­сти се­кун­ды ET для 1900.

С 1969 шка­ла TAI ос­но­вы­ва­ет­ся на по­ка­за­ни­ях мн. кван­то­вых ча­сов, рас­по­ло­жен­ных в ла­бо­ра­то­ри­ях раз­ных стран. По­ка­за­ния ча­сов срав­ни­ва­ют­ся ме­ж­ду со­бой с учё­том ре­ля­ти­ви­ст­ских по­пра­вок и объ­е­ди­ня­ют­ся по спе­ци­аль­но раз­ра­бо­тан­но­му ал­го­рит­му, по­зво­ляю­ще­му умень­шить ошиб­ки при вклю­че­нии но­вых или уда­ле­нии из об­ра­бот­ки ста­рых ча­сов. Для вы­во­да TAI не­об­хо­ди­ма син­хро­ни­за­ция ча­сов. Сей­час для этой це­ли ис­поль­зу­ют­ся гло­баль­ные кос­мич. на­ви­га­ци­он­ные сис­те­мы GPS и ГЛОНАСС. На спут­ни­ках ус­та­нов­ле­ны вы­со­ко­ста­биль­ные стан­дар­ты час­то­ты, на ос­но­ве ко­то­рых фор­ми­ру­ет­ся соб­ст­вен­ная атом­ная шка­ла. Учи­ты­вая вре­мя рас­про­стра­не­ния сиг­на­ла от спут­ни­ка, мож­но оп­ре­де­лить по­ка­за­ние на­зем­ных ча­сов в шка­ле GPS или ГЛОНАСС, т. е. син­хро­ни­зо­вать их.

В Рос­сии не­пре­рыв­ным по­лу­че­ни­ем вы­со­ко­точ­ной вре­мя-час­тот­ной ин­фор­ма­ции и дан­ных о вра­ще­нии Зем­ли за­ни­ма­ет­ся Гос. служ­ба вре­ме­ни и час­то­ты (ГСВЧ).

По­сколь­ку шка­ла вре­ме­ни UT1 свя­за­на с вра­ще­ни­ем Зем­ли (ко­то­рое за­мед­ля­ет­ся), а TAI от не­го не за­ви­сит, шка­лы UT1 и TAI не­пре­рыв­но рас­хо­дят­ся. С 1964 ис­поль­зу­ет­ся шка­ла все­мир­но­го ко­ор­ди­ни­ро­ван­но­го вре­ме­ни (Universal Time Coordinated, UTC), ко­то­рая свя­за­на не с су­точ­ным вра­ще­ни­ем Зем­ли, а с атом­ной шка­лой TAI. Она оп­ре­де­ля­ет­ся пу­тём из­ме­не­ния по­ка­за­ний ча­сов, функ­цио­ни­рую­щих в сис­те­ме TAI, на +1 с, что­бы раз­ность UT1–UTC не пре­вос­хо­ди­ла 0,9 c. Это из­ме­не­ние осу­ще­ст­в­ля­ет­ся пре­им. 31 дек. и/или 30 ию­ня. Т. о., шка­ла UTC от­ли­ча­ет­ся от TAI на це­лое чис­ло се­кунд, а от UT1 не бо­лее чем на 0,9 с. Так, 31 дек. 2005 бы­ла до­бав­ле­на оче­ред­ная се­кун­да, и раз­ни­ца ме­ж­ду UT1 и TAI со­ста­ви­ла 33 с.

Сиг­на­лы точ­но­го В., рас­про­стра­няе­мые ра­дио­стан­ция­ми, со­от­вет­ст­ву­ют шка­ле UTC. Шка­лы атом­но­го и ди­на­мич. В. не­за­ви­си­мы как друг от дру­га, так и от шкал сол­неч­но­го и звёзд­но­го В., т. е. от вра­ще­ния Зем­ли. Но по­все­днев­ная жизнь че­ло­ве­ка оп­ре­де­ля­ет­ся вра­ще­ни­ем Зем­ли, по­это­му од­ной из важ­ных за­дач ас­тро­но­мии яв­ля­ет­ся оп­ре­де­ле­ние свя­зи атом­но­го и сол­неч­но­го В. Эта за­да­ча мо­жет быть ре­ше­на лишь с по­мо­щью ре­гу­ляр­ных на­блю­де­ний ра­дио­ис­точ­ни­ков, звёзд и тел Сол­неч­ной сис­темы.

Источник: bigenc.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.