Основы измерения времени. Звездное время

На наблюдениях суточного вращения небесного свода и годичного движения Солнца, т.е. на вращении Земли вокруг оси и на обращении Земли вокруг Солнца, основано измерение времени.

Любая система счета времени содержит следующие основные элементы:

1) периодический процесс с возможно постоянным периодом;

2) метку, по значению (положению) которой можно судить о времени;

3) начало отсчета времени;

4) единицы измерения времени.

В астрономии применяется несколько систем счета времени, отличающихся вышеперечисленными элементами.

Рассмотрим самую простую систему счета времени — звездное время. Она основана на вращении Земли вокруг своей оси, которое можно считать равномерным.

Промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями точки весеннего равноденствия на одном и том же географическом меридиане называется звездными сутками.

За начало звездных суток на данном меридиане принимается момент верхней кульминации точки весеннего равноденствия.

Время, протекшее от верхней кульминации точки весеннего равноденствия до любого другого ее положения, выраженное в долях звездных суток (в звездных часах, минутах и секундах), называется звездным временем s.

Можно показать, что звездное время s на данном меридиане в любой момент численно равно часовому углу точки весеннего равноденствия t_^,выраженному в часовой мере, т.е.

s = t^.

(1.18)

Точка весеннего равноденствия на небе ничем не отмечена. Непосредственно измерить ее часовой угол или заметить момент прохождения ее через меридиан нельзя. Поэтому практически для установления начала звездных суток или звездного времени в какой-либо момент надо измерить часовой угол t какого-либо светила М, прямое восхождение которого a известно (рис. 1.15).

Рис. 1.15. Связь звездного времени с a и t светила.

Тогда, поскольку t = Qm, a = ^m, а часовой угол точки весеннего равноденствия t_^ = Q ^ и, по определению, равен звездному времени s,

s = t^= t + a.

(1.19)

Измерение времени звездными сутками и их долями наиболее просто и поэтому весьма выгодно при решении многих астрономических задач. Но в повседневной жизни пользоваться звездным временем крайне неудобно. Повседневный распорядок жизни человека связан с видимым положением Солнца над горизонтом, с его восходом, кульминацией и заходом, а не с положением фиктивной точки весеннего равноденствия. А так как взаимное расположение Солнца и точки весеннего равноденствия в течение года непрерывно меняется, то, например, верхняя кульминация Солнца (полдень) в разные дни года происходит в разные моменты звездных суток.