Звездное время. Звездные сутки

Современная наука на основе теории относительности Эйнштейна и квантовой физики рассматривает время как объективную форму существования эволюционирующей материи. Материалистическое понимание времени означает, что любое явление, происходящее в пространстве, существует и во времени и имеет какую-то длительность.

Действительно в природе время едино и объективно, а разные его названия лишь обозначают его измерение в различных системах счета времени. Для определения продолжительности времени протекания различных событий необходима неизменная и удобная единица измерения времени.

В астрономии (астрометрии) разработано несколько систем счета времени, каждая из которых находит свое применение: звездное время, истинное солнечное время и среднее солнечное время (среднее время).

Но в пределах суток течение времени регистрируется искусственными механизмами – часами, показания и ход которых контролируется в своей основе по астрономическим явлениям.

Движение Земли в космическом пространстве (вращение Земли вокруг оси и ее обращением вокруг Солнца) послужило основой для введения астрономических единиц измерения времени. Из астрономических наблюдений этого движения установлены две основные единицы счета времени – сутки и год.

Как известно, о вращении Земли судят по видимому вращению небесной сферы, по вращению точки весеннего равноденствия и Солнцу, пришли к двум основным системам счета времени: звездной и солнечной системам счета, к понятиям звездного и солнечного времени.

Точка весеннего равноденствия ¡ участвует в видимом вращении небесной сферы, ее суточной параллелью является небесный экватор. В астрономии в качестве основной единицы измерения времени применяются звездные сутки.

Звездные сутки – это промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия.

Начало и конец звездных суток на каждом земном меридиане отмечается по моменту верхней кульминации точки весеннего равноденствия на данном меридиане. Звездные сутки делятся на 24^ч звездных часа, час – на 60^м звездных минут, минута – на 60^с звездных секунд, которые являются единицами звездной системы измерения времени.

Звездным временем s называется промежуток времени от момента верхней кульминации точки весеннего равноденствия до любого другого ее положения на небесной сфере.

Точка весеннего равноденствия ¡ за звездные сутки описывает окружность, другими словами ее часовой угол t_¡ за звездные сутки изменяется на 24^ч. Счет звездного времени s и часовых углов ведется от момента верхней кульминации точки весеннего равноденствия (от полуденного меридиана наблюдателя), поэтому для любой точки земной поверхности местное звездное время s в данный момент равно часовому углу t_¡:

s = t_¡.

За начало звездных суток (s = 00^ч00^м00^с) принимается момент верхней кульминации т.в.р. (t_¡ = 00^ч00^м00^с). Но точка весеннего равноденствия ¡ на небе ничем не отмечена и она непосредственно не наблюдаема. Поэтому определяют зависимость между звездным временем s и часовым углом t любой звезды.

На рис. 1.4.1 [2, с. 141] положение светила М на небесной сфере в момент звездного времени s обозначено символом (*). Часовой угол t_¡ точки весеннего равноденствия равен t_¡ = a + t, так как s = t_¡, то местное звездное время равно

s = a + t,

a - прямое восхождение светила М, t – часовой угол светила М.

Эта формула является основной формулой звездного времени. Для определения звездного времени в данный момент надо измерить в этот момент часовой угол звезды, прямое восхождение a которой известно и найти их сумму.

В момент верхней кульминации светила его часовой угол t = 0^ч, а звездное время равно его прямому восхождению: s = a. В момент нижней кульминации светила: s = a + 12^ч.

В каждом пункте земной поверхности географический и небесный меридианы лежат в одной плоскости. Из разных пунктов земной поверхности направления на т.в.р. параллельны между собой, поэтому в один и тот же момент звездное время на одном географическом меридиане одинаково, а на разных меридианах различно. На гринвичском меридиане (Гринвич, теперь окраина Лондона) с географической долготой l = 0^ч в момент верхней кульминации точки весеннего равноденствия звездное время s₀ равно

s₀ = t_0¡ = 0^ч.

В этот же момент на меридиане пункта с географической долготой l (к востоку от Гринвича – в сторону вращения Земли), звездное время

s = t_¡ = t_0¡ + l или

s = s₀ + l.

Звездное время двух пунктов с географической долготой l₁ и l₂ отличается на разность их географической долготы

s₂ – s₁ = l₂ – l₁.

Вследствие явления прецессии, точка весеннего равноденствия перемещается по небесному экватору к западу за год на

50²,26×сos23°26¢» 46² (на 0²,126 в сутки), что соответствует в часовой мере 0^с,0084.

Звездные сутки примерно на это значение короче в действительности периода вращения Земли вокруг своей оси, этим различием в первом приближении пренебрегают, к тому же, по современным данным отклонение от равномерного вращения Земли составляет порядка 0^с,005 в сутки.

Другими словами, промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями звезды равен периоду вращения Земли и его в астрономии называют звездными сутками (верно в первом приближении).

Звездное время применяется в астрономии и геодезии, но в повседневной жизни пользоваться им неудобно. Смена дня и ночи связана с положением Солнца относительно горизонта, поэтому в повседневной жизни счет времени ведется по Солнцу.

Поиск по сайту: