Что такое сутки точки зрения астрономии

Все люди, интересующиеся астрономией, знают, что слово «сутки» имеет много разных значений. Например, звёздные сутки, солнечные сутки. Но в последнее время возникли многие новые понятия, для которых используется то же самое слово. В этой статье мы дадим более точные определения.

1. Сутки как единица времени

Прежде всего напомним, что единицей времени в астрономии, как и в других науках, является секунда международной системы единиц СИ — атомная секунда. Приведём определение секунды, как оно дано 13-й Генеральной конференцией мер и весов в 1967 г.:

Если слово «сутки» используется для обозначения единицы времени, оно должно пониматься как 86400 атомных секунд. В астрономии употребляются и более крупные единицы времени: юлианский год — 365.25 суток точно, юлианское столетие — 36525 суток точно. Международный астрономический союз (общественная организация астрономов) в 1976 г. рекомендовал астрономам использовать именно такие единицы времени. Основная шкала времени, Международное атомное время (Time Atomic International, TAI), строится на основе показаний множества атомных часов в разных странах. Следовательно, с формальной точки зрения, основа измерения времени ушла из астрономии. Старые единицы «средняя солнечная секунда», «звёздная секунда» не должны использоваться.

2. Сутки как период вращения Земли вокруг оси

Дать определение такому употреблению слова «сутки» несколько сложнее. Причин тому много.

Во-первых, ось вращения Земли, или, выражаясь научно, вектор её угловой скорости, не сохраняет постоянного направления в пространстве. Это явление носит название прецессии и нутации. Во-вторых, сама Земля не сохраняет постоянной ориентировки относительно вектора её угловой скорости. Это явление называется движением полюсов. Поэтому радиус-вектор (отрезок от центра Земли до точки на поверхности) наблюдателя на поверхности Земли не вернётся через один оборот (и вообще никогда) к прежнему направлению. В-третьих, скорость вращения Земли, т.е. абсолютная величина вектора угловой скрости, тоже не остаётся постоянной. Так что, строго говоря, определённого периода вращения Земли не существует. Но с определённой степенью точности, несколько миллисекунд, можно говорить о периоде вращения Земли вокруг оси.

Кроме того, надо указать направление, относительно которого мы будем отсчитывать обороты Земли. Таких направлений в астрономии сейчас используется три. Это направление на точку весеннего равноденствия, на Солнце и небесное эфемеридное начало.

Период вращения Земли относительно точки весеннего равноденствия называется звёздными сутками. Он равен 23 h 56 m 04.0905308 s . Обратите внимание, что звёздные сутки — это период относительно точки весны, а не звёзд.

Точка весеннего равноденствия сама совершает сложное движение на небесной сфере, поэтому это число следует понимать как среднее значение. Вместо этой точки Международный астрономический союз предложил использовать «небесное эфемеридное начало». Мы не будем давать его определения (оно довольно сложно). Оно выбрано так, чтобы период вращения Земли относительно него был близок к периоду относительно инерциальной системы отсчёта, т.е. относительно звёзд или точнее, внегалактических объектов. Угол поворота Земли относительного этого направления называется звёздным углом. Он равен 23 h 56 m 04.0989036 s , чуть больше звёздных суток на величину, на которую точка весны смещается на небе из-за прецессии за сутки.

Наконец, рассмотрим вращение Земли относительно Солнца. Это самый сложный случай, поскольку Солнце движется на небе не по экватору, а по эклиптике и притом неравномерно. Но эти солнечные сутки, очевидно, и самые важные для людей. Исторически сложилось так, что атомная секунда была подогнана под период вращения Земли относительно Солнца, причём осреднение было сделано приблизительно за 19 век. Этот период равен 86400 единиц времени, которые назывались средними солнечными секундами. Подгонка произошла в два приёма: сначала было введено «эфемеридное время» и «эфемеридная секунда», а затем атомная секунда была положена равной эфемеридной секунде. Таким образом, атомная секунда всё-таки «происходит от Солнца», но атомные часы в миллион раз точнее, чем «земные часы».

Период вращения Земли не остаётся постоянным. Причин для этого много. Это и сезонные изменения в распределении температуры и давления воздуха по земному шару, и внутренние процессы, и внешние воздействия. Различают вековое замедление, декадные (в течение десятилетий) неравномерности, сезонные и внезапные. На рис. 1 и 2 приведены графики, показывающие изменение продолжительности суток в 1700-2000 гг. и в 2000-2006 гг. На рис. 1 прослеживается тенденция к увеличению суток, а на рис. 2 — сезонная неравномерность. Графики основаны на материалах Международной службы вращения Земли и опорных систем (International Earth Rotation and Reference Systems Service, IERS, http://www.iers.org/).

Нельзя ли вернуть основу измерения времени в астрономию и стоит ли это делать? Такая возможность существует. Это пульсары, периоды вращения которых сохраняются с большой точностью. Кроме того, их известно много. Не исключено, что на больших промежутках времени, например, десятилетиях, наблюдения пульсаров послужат уточнению атомного времени и будет создана шкала «пульсарного времени».

Изучение неравномерности вращения Земли очень важно для практики и интересно с научной точки зрения. Например, спутниковая навигация невозможна без знания вращения Земли. А его особенности несут информацию о внутреннем строении Земли. Эта сложная проблема ждёт своих исследователей.

Рис. 1. Отличие периода вращения Земли от 86400 с СИ, в миллисекундах. Данные до начала 20 в. не очень надёжны, но тенденция к увеличению продолжительности суток видна отчётливо.

Рис. 2. Изменение длительности суток в 2000-2006 гг. График показывает отличие периода вращения Земли от 86400 с (секунд СИ), в миллисекундах. Хорошо видна сезонная неравномерность.

Рис. 3. Радиотелескоп недалеко от Калязина. Инструменты такого типа используются для исследования вращения Земли.

Человек начал активно интересоваться измерением времени тогда, когда понял, что из этого можно извлечь практическую пользу.

В первую очередь это было необходимо для точного предсказания смены сезонов, что позволяло заранее планировать предстоящие сельскохозяйственные работы. В результате такие базовые понятия как год, месяц и сутки твёрдо вошли в культуру всех современных народов, а вместе с тем и в представление каждого отдельно взятого человека.

Но только в средние века многочисленные исследования звёздного неба дали возможность раскрыть истинную сущность наблюдаемых астрономических явлений. В результате научное знание приобрело несколько трактовок базовых временных терминов, о которых, однако, знают далеко не все.

Что такое год?

Изначально под годом подразумевался полный цикл смен времён года (зима, весна, лето, осень). Лишь после создания гелиоцентрической теории было доказано, что понятие года неразрывно связано с вращением Земли вокруг Солнца (а также наклоном земной оси). Для повышения точности вычисления траекторий небесных тел и решения других астрономических задач необходимо было чёткое определение термина «год», в результате чего на свет появилось несколько его трактовок:

Тропический год: временной отрезок, за который Солнце возвращается в изначальное положение на небесной сфере (с точки зрения наблюдателя на поверхности Земли). Продолжительность – 365 дней 5 часов 48 минут 45.19 секунд (незначительно меняется каждый год).

Сидерический: временной отрезок, за который Земля делает полный оборот вокруг Солнца и возвращается в начальную точку (отсчёт ведётся относительно звёзд, положение которых на небесной сфере изменяется очень медленно). Продолжительность — 365 дней 6 часов 9 минут 8,97 секунд.

Аномалистический год: временной отрезок, за который наша планета возвращается в определённую точку собственной орбиты – перицентр. Продолжительность – 365 дней 6 часов 13 минут 52,6 секунд.

Календарный год: временной отрезок, приближённо обозначающий полный сезонный цикл. Продолжительность 365 дней (в григорианском календаре).

Стоит отметить, что в современном календаре через каждые 4 года происходит увеличение годичного цикла на один день. Это связано с тем, что «лишние» четверти суток в конце каждого года суммируются и прибавляются к каждому пятому году.

Что такое месяц?

Понятие месяца большинство людей также ассоциируют с современным календарём. Однако исторически 30-дневный цикл привязан к лунному календарю, а точнее к 29-дневному периоду полной смены фаз единственного спутника нашей планеты. Такой месяц носит название синодического и длится 29 суток 12 часов 44 минуты и 2,8 секунд. По аналогии с годом (лунный) месяц может быть также тропическим, сидерическим и аномалистическим.

Большинство народов давали название тому или иному месяцу в соответствии с его свойствами, но в современном григорианском календаре проследить такие закономерности трудно. Дело в том, что название месяцев в этой системе заимствованы из латинского юлианского календаря, поэтому если перевести их на русский, то они получат однозначный смысл: сентябрь – седьмой, октябрь – восьмой, август – назван в честь Октавиана Августа, июль – в честь Юлия Цезаря и т.д.

Что такое сутки?

С астрономической точки зрения сутки являются периодом полного оборота Земли вокруг своей оси, поэтому у этого термина нет такого разнообразия интерпретаций, как у года и месяца. Учёные выделяют земные сутки (полный цикл день/ночь, видимый для наблюдателя с поверхности Земли. Продолжительность – 24 часа) и звёздные сутки (полный цикл для стороннего наблюдателя. Продолжительность – 23 часа 56 минут 4 секунды).

Такая разница объясняется тем фактом, что за сутки наша планета несколько продвигается по свое орбите, поэтому для завершения цикла для земного наблюдателя планета должна немного «довернуться». Также стоит отметить, что разделение суток на 24 часа является абсолютно условным делением, которое продиктовано культурными особенностями европейской культуры (в истории есть примеры того, как различные народы делили сутки на 10, 22, 30 частей, которые, к тому же, могли быть неодинаковыми по продолжительности).

Из-за действия сил гравитации Солнца скорость вращения нашей планеты очень медленно замедляется, в результате чего продолжительность суток увеличивается. Например, 500 млн. лет назад в сутках было всего 20,5 часов, следовательно, за каждое столетие этот важный временной промежуток увеличивается на 2 миллисекунды.

Виды времени [астрономии, Отсчёт, Измерение]

Время в астрономии делится на звёздное время, солнечное время и поясное время. Во всех этих случаях прилагательное определяет, каким методом из­меряется время и какая единица используется. В астрономии за единицу времени принимаются звёздные сутки.

Все системы измере­ния времени относятся к реально и объективно существующе­му времени и отличаются исключительно выбором периодиче­ского процесса, используемого для измерения, и принятыми единицами.

Названия: среднее солнечное, по­ясное, декретное, летнее и эфемеридное время — относятся только к показаниям наших часов. В повседневной жизни человек использует среднее солнечное время.

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.

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.

Эфемеридное время

Поясное 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.

Декретное время

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

Летнее время

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

Словарь астрономических терминов

В словарь вошли термины касающиеся наблюдательной ,теоретической астрономии и навигации на звездном небе.

А

Азимут — угловое расстояние по математическому горизонту от точки юга (астрономический) или севера (геодезический) до вертикала светила.

Аккреция — процесс, при которым маленькие частицы вещества присоединяются к большим массам (или поглощаются ими) под действием взаимной гравитации или при случайных столкновениях, в результате чего постепенно образуются большие небесные тела.

Альбедо — характеристика диффузной отражательной способности поверхности.

Апогей — наиболее удаленная от Земли точка орбиты обращающегося вокруг нее тела.

Астеризм — несвязанная физически группа звезд, не являются звездными скоплениями. Некоторые астеризмы являются неофициальными созвездиями. Самые известные астеризмы: «Ковш» Большой Медведицы, Пояс Ориона, Осенне-летний треугольник.

Астероид (малая планета) -небольшое планетоподобное тело неправильной формы с орбитой, расположенной, как правило, между орбитами Марса и Юпитера.

Астрометрия — раздел астрономии, главной задачей которого является изучение геометрических и кинематических свойств небесных тел.

Астрономия — наука о Вселенной, изучающая расположение, движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и образованных ими систем.

Астрофизика — наука, объединяющая астрономию и физику, изучающая физические процессы в астрономических объектах, таких, как звёзды, галактики и т. д.

Афелий — наиболее удаленная от Солнца точка орбиты обращающегося вокруг него тела.

Б

Белый карлик — проэволюционировавшие звёзды с массой, не превышающей предел Чандрасекара (максимальная масса, при которой звезда может существовать как белый карлик), лишённые собственных источников термоядерной энергии.

Блеск небесного светила — освещенность, создаваемая им в месте наблюдения.

Болид — метеор, превосходящий по яркости Венеру.

Большой Взрыв — мощнейший взрыв, который (существует такая гипотеза) положил начало эволюции Вселенной. Ученые полагают, что он произошел примерно 15 миллиардов лет тому назад.

В

Великий аттрактор — гравитационная аномалия, расположенная в межгалактическом пространстве на расстоянии примерно 65 Мпк или 250 млн световых лет от Земли в созвездии Наугольник.

Величина звездная — число, характеризующее блеск объекта. Чем меньше звездная величина — тем больше блеск.

Вертикаль — большой полукруг небесной сферы, проходящий через зенит, светило надир.

Восход — момент пересечения светилом горизонта, когда оно переходит из невидимой части небесной сферы в видимую.

Восхождение прямое — угловое расстояние по небесному экватору от точки весеннего равноденствия до часового круга, проходящего через светило. Отсчитывается в сторону, противоположную суточному вращению небесной сферы.

Внешние планеты — планеты Солнечной системы, большие полуоси орбит которых больше, чем большая полуось орбиты Земли. Внешними планетами являются: Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

Внутренние планеты — планеты, большие полуоси орбит которых больше, чем большая полуось Земли. Внешними планетами являются: Меркурий, Венера.

Высота — угловое расстояние по вертикалу от математического горизонта до светила.

Г

Галилеевы спутники Юпитера — четыре крупнейших спутника Юпитера, открытые Галилеем — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.

Галактика — гравитационно-связанная система из звёзд и звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, и тёмной материи.

Год световой — внесистемная единица длины, равная расстоянию, проходимому светом за один год, ≈ 9,46 · 1015 метра.

Голова кометы — ядро и кома кометы.

Горизонт математический — большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна к отвесной линии.

Гравитация (тяготение) — сила взаимного притяжения, действующая между любыми двумя телами; ее величина прямо пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Гулда пояс — группа очень молодых массивных звёзд возрастом 10—30 млн лет, формирующая диск диаметром 500—1000 пк, центр которого находится на расстоянии 150—250 пк от Солнца в направлении антицентра Галактики.

Д

Дата юлианская — порядковый номер дня, полученный в результате непрерывного счета дней от 1 января 4713 г. до н.э. Началом каждого юлианского дня считается средний гринвичский полдень.

Движение планет видимое — наблюдаемое перемещение планет относительно звезд.

Дождь метеорный — метеорный поток большой интенсивности.

Долгота географическая — двугранный угол между плоскостями нулевого меридиана и меридиана, проходящего через точку на Земле.

Е

Единица астрономическая (а.е.)— среднее расстояние между Землей и Солнцем.

З

Затмение лунное — явление прохождения Луны через земную тень (теневое затмение) или полутень (полутеневое затмение).

Затмение солнечное — явление покрытия Луной Солнца. Бывает полным, частным и кольцеобразным.

Заход — момент пересечения светилом горизонта, когда оно переходит из видимой части небесной сферы в невидимую.

Звезда — массивный газовый шар, излучающий свет и удерживаемый силами собственной гравитации и внутренним давлением, в недрах которого происходят термоядерные реакции.

Звезда двойная — система из двух гравитационно связанных звёзд, обращающихся по замкнутым орбитам вокруг общего центра масс.

Звезда переменная — звезда, блеск которой изменяется со временем в результате происходящих в её районе физических процессов. Строго говоря, блеск любой звезды меняется со временем в той или иной степени.

Звезда пекулярная — отличаются от обычных звёзд того же спектрального класса некоторыми существенными особенностями в спектрах, а иногда и другими свойствами (например, сильных и переменных магнитных полей).

Звездная величина — безразмерная числовая характеристика яркости объекта, обозначаемая буквой m. Обычно понятие применяется к небесным светилам.

Звездное скопление — гравитационно связанная группа звёзд, имеющая общее происхождение и движущаяся в гравитационном поле галактики как единое целое.

Звездное скопление рассеянное — представляет собой группу звёзд (числом вплоть до нескольких тысяч), образованных из одного гигантского молекулярного облака и имеющих примерно одинаковый возраст.

Звездное скопление шаровое — звёздное скопление, содержащее большое число звёзд, тесно связанное гравитацией и обращающееся вокруг галактического центра в качестве спутника. В отличие от рассеянных звёздных скоплений, которые располагаются в галактическом диске, шаровые находятся в гало; они значительно старше, содержат гораздо больше звёзд, обладают симметричной сферической формой и характеризуются увеличением концентрации звёзд к центру скопления.

Зенит — расположенная над головой наблюдателя точка пересечения отвесной линии с поверхностью небесной сферы.

Зенитное часовое число (ZNH) — количество метеоров данного потока, которое увидел бы наблюдатель невооруженным глазом за один час на ночном небе при радианте потока, находящемся в зените.

К

Квазар — квазизвездный источник радиоизлучения. Этот небесный объект внешне похож на звезду, он виден на большом расстоянии, даже равном миллиардам световых лет. Квазары представляют собой галактики на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная черная дыра поглощает окружающее вещество.

Класс спектральный — характеристика спектра и поверхностной температуры звезды. Различают семь основных и три боковых класса, каждый класс делится на десять подклассов.

Комета — тело малой плотности, состоящее из газа и пыли и обращающееся вокруг Солнца. У комет различают голову, образуемую ядром и окружающей его комой, и хвост.

Координаты горизонтальные — измеренные относительно математического горизонта (азимут и высота). — экваториальные — измеренные относительно небесного экватора (прямое восхождение или часовой угол и склонение).

Корона солнечная — внешние слои атмосферы Солнца, начинающиеся выше тонкого переходного слоя над хромосферой, в котором температура возрастает в 100 раз.

Космология — раздел астрономии, изучающий свойства и эволюцию Вселенной в целом. Основу этой дисциплины составляют математика, физика и астрономия.

Красное смещение — сдвиг спектральных линий химических элементов в красную(длинноволновую) сторону. Это явление может быть выражением эффекта Доплера или гравитационного красного смещения, или их комбинацией.

Кульминация — момент пересечения светилом небесного меридиана.

Л

Ланиакея — сверхскопление галактик, в котором, в частности, содержатся Сверхскопление Девы (составной частью которого является Местная группа, содержащая галактику Млечный Путь с Солнечной системой) и Великий аттрактор, в котором расположен центр тяжести Ланиакеи.

Либрация — медленное колебание (действительное или кажущееся) спутника, наблюдаемое с поверхности тела, вокруг которого он вращается. Без дополнительных уточнений слово «либрация» обычно означает кажущееся колебательное движение Луны при наблюдении с Земли.

Лимб — видимый край диска светила в проекции на небесную сферу.

М

Магнитар — нейтронная звезда, обладающая исключительно сильным магнитным полем (до 1011 Тл).

Метеор — световое явление в атмосфере Земли при попадании и сгорании в ней метеороида.

Метеорит — метеороид, упавший на поверхность Земли или другой планеты.

Метеороид — твердое тело, движущееся в межпланетном пространстве, размером меньше астероида.

Млечный Путь — название нашей Галактики. Он смотрится как пересекающая небо неяркая полоса.

Н

Надир — расположенная под ногами наблюдателя точка пересечения отвесной линии с поверхностью небесной сферы.

Наклонение орбиты — двугранный угол, образованный плоскостями эклиптики и орбиты небесного тела.

Нейтронная звезда — это сверхплотное ядро мертвой звезды, оставшееся после взрыва сверхновой.

Новая — звёзды, светимость которых внезапно увеличивается в

103—106 раз (в среднем увеличение светимости — в

12 звёздных величин).

Новолуние — фаза Луны, при которой ее эклиптическая долгота равна эклиптической долготе Солнца.

Ночь астрономическая — период суток между астрономическими сумерками, когда Солнце погружено под горизонт ниже 18 градусов.

Нутация — слабое нерегулярное движение вращающегося твёрдого тела, совершающего прецессию.

О

Оппозиция — положение при котором два небесных объекта оказываются напротив друг друга по отношению к Солнцу. Обычно оппозиция касается планет.

Ось мира — прямая, вокруг которой происходит кажущееся вращение небесной сферы.

П

Парад планет — астрономическое явление, при котором некоторое количество планет Солнечной системы оказывается по одну сторону от Солнца в небольшом секторе.

Параллакс годовой — угол, под которым из данной точки виден радиус орбиты Земли. — суточный — угол, под которым из данной точки виден радиус Земли.

Парсек — распространённая в астрономии внесистемная единица измерения расстояний.

Перигей — наиболее близкая к Земле точка орбиты обращающегося вокруг нее тела.

Перигелий — наиболее близкая к Солнцу точка орбиты обращающегося вокруг него тела.

Планет конфигурации — взаимные расположения планет и Солнца на небесной сфере земного наблюдателя.

Пояс часовой — участок Земли, для всех точек которого принимается одинаковое поясное время.

Покрытия небесных тел Луной — явления закрытия диском Луны небесных тел при ее движении относительно звезд.

Покрытия звезд астероидами — явления закрытия диском астероида звезды.

Полнолуние — фаза Луны, при которой разность эклиптических долгот Солнца и Луны равна 180 градусам.

Поток метеорный — 1) явление множественного падения метеоров в течение нескольких часов или дней из одного радианта; 2) рой метеороидов, движущихся по одной орбите вокруг Солнца.

Противосияние — размытое слабосветящееся пятно, видимое на ночном небе в точке, диаметрально противоположной Солнцу. Возникает при рассеянии солнечного света пылевыми частицами межпланетной среды.

Противостояние — конфигурация двух небесных тел, при которой разность их эклиптических долгот равна 180 градусам.

Протуберанец — плотные конденсации относительно холодного (по сравнению с солнечной короной) вещества, которые поднимаются и удерживаются над поверхностью Солнца магнитным полем.

Пульсар — космический источник радио- (радиопульсар), оптического (оптический пульсар), рентгеновского (рентгеновский пульсар) и/или гамма- (гамма-пульсар) излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков (импульсов).

Р

Равноденствие — момент пересечения центра диска Солнца небесного экватора при переходе в северное полушарие — весеннее — 21 марта или южное — осеннее — 23 сентября.

Равноденствия точки — точки пересечения небесного экватора и эклиптики (точки весеннего и осеннего равноденствия). В точке весеннего равноденствия Солнце пересекает небесный экватор, переходя из южного полушария небесной сферы в северное.

Радиант метеорного потока — точка на небесной сфере, в которой пересекаются воображаемые продолжения светящихся треков метеорного потока.

Реликтовое излучение — равномерно заполняющее Вселенную тепловое излучение, возникшее в эпоху первичной рекомбинации водорода. Обладает высокой степенью изотропности и спектром, характерным для абсолютно чёрного тела с температурой 2,72548 ± 0,00057 К.

Ретроградное движение планет (попятное движение) — это видимое движение планет, в результате которого складывается такое впечатление, будто эти планеты останавливаются и начинают попятное движение. Это явление происходит в результате различия скорости движения этих планет и Земли вокруг Солнца.

Рефлектор телескоп — оптический телескоп, использующий в качестве светособирающего элемента зеркало. Первый рефлектор был построен Исааком Ньютоном в конце 1668 года.

Рефрактор телескоп — оптический телескоп, в котором для собирания света используется система линз, называемая объективом. Работа таких телескопов обусловлена явлением рефракции (преломления).

Рефракция — явление преломления света на границе двух сред с разной оптической плотностью. Астрономическая рефракция увеличивает видимую высоту светил над. горизонтом.

С

Сарос — цикл затмений, повторяющийся с интервалом 6585 суток (18 лет и 10 (11) дней). В саросе содержится 41 солнечное и 29 теневых лунных затмений.

Сверхновая — феномен, в ходе которого звезда резко меняет свою яркость на 4—8 порядков (на десяток звёздных величин) с последующим сравнительно медленным затуханием вспышки. Является результатом катаклизмического процесса, возникающего в конце эволюции некоторых звёзд и сопровождающегося выделением огромной энергии.

Сверхскопление Девы — нерегулярное сверхскопление галактик размером около 200 миллионов световых лет, включающее Местную группу галактик, скопление галактик в Деве и несколько других скоплений и групп галактик. Всего в состав Местного сверхскопления входят как минимум 100 групп и скоплений галактик.

Склонение — угловое расстояние по часовому кругу от небесного экватора до светила. Положительно к северу и отрицательно к югу.

Скорость лучевая — проекция скорости небесного тела относительно наблюдателя на линию визирования. Положительна в случае удаления тела от наблюдателя и отрицательна в случае приближения.

Соединение — конфигурация двух небесных тел, при которой их эклиптические долготы равны. В случае соединения внутренней планеты с Солнцем различают нижнее соединение — когда планета расположена между Землей и Солнцем, и верхнее соединение — когда планета расположена за Солнцем.

Созвездие — в современной астрономии участки, на которые разделена небесная сфера для удобства ориентирования на звёздном небе. В древности созвездиями назывались характерные фигуры, образуемые яркими звёздами.

Солнце среднее экваториальное — воображаемая точка, равномерно движущаяся по небесному экватору так, что в каждый момент ее прямое восхождение равно средней долготе истинного Солнца.

Солнцестояние — момент прохождения центром диска Солнца самой северной (летнее) или южной (зимнее) точки эклиптики.

Стояние — кажущаяся остановка в видимом движении планеты при переходе от прямого движения к попятному и наоборот.

Сумерки — часть суток после захода Солнца или перед его восходом.

Сумерки астрономические — ограничиваются погружением Солнца под горизонт до 18 градусов. При большем погружении начинается астрономическая ночь.

Сумерки гражданские — ограничиваются погружением Солнца под горизонт до 6 градусов.

Сумерки навигационные — ограничиваются погружением Солнца под горизонт до 12 градусов.

Сутки звездные — промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями точки весеннего равноденствия на одном и том же географическом меридиане.

Сутки истинные солнечные — промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями центра видимого диска Солнца на одном и том же географическом меридиане.

Сутки средние солнечные — промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями среднего экваториального Солнца на одном и том же географическом меридиане.

Сфера небесная — сфера произвольного радиуса с центром в точке наблюдения.

Т

Терминатор — линия, отделяющая темную часть видимого диска планеты от светлой.

Толща оптическая — натуральный логарифм отношения интенсивности света до входа в поглощающую среду к его интенсивности после ее прохождения.

У

Узел — точка пересечения орбиты небесного тела с эклиптикой. Различают восходящий и нисходящий узлы.

Угол часовой — угловое расстояние по небесному экватору от верхней точки экватора до часового круга, проходящего через светило. Отсчитывается в сторону суточного движения небесной сферы.

Уравнение времени — разность между средним и истинным солнечным временем.

Ф

Фаза затмения — отношение закрытой части диаметра затмеваемого тела, проходящего через центр затмевающего тела, к полному диаметру затмеваемого тела. Для полного затмения эта величина равна единице плюс отношение минимального расстояния между краями затмевающего и затмеваемого тела к диаметру затмеваемого тела.

Фаза планеты — отношение площади освещенной части видимого диска ко всей его площади.

Флоккулы — волокнистые образования в хромосфере Солнца, имеющие бо́льшую яркость и плотность, чем окружающие их участки. Являются продолжением фотосферных факелов в хромосферу.

Фотосфера — излучающий слой звёздной атмосферы, в котором формируется непрерывный спектр излучения. Фотосфера даёт основную часть излучения звезды.

Х

Хвост кометный — газопылевой хвост кометы.

Хромосфера — внешняя оболочка Солнца и других звёзд толщиной около 10 000 км, окружающая фотосферу.

Ч

Черная дыра — область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света.

Ц

Цефеиды — класс пульсирующих переменных звёзд с довольно точной зависимостью период—светимость, названный в честь звезды δ Цефея. Одной из наиболее известных цефеид является Полярная звезда.

Ш

Широта географическая — угол между плоскостью земного экватора и отвесной линией.

Э

Экватор земной — большой круг на поверхности Земли, плоскость которого перпендикулярна оси вращения. — небесный — большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна к оси мира.

Эклиптика — 1) плоскость орбиты Земли; 2) видимый годичный путь Солнца относительно звезд на небесной сфере.

Эксцентриситет — величина, характеризующая отличие формы орбиты от круговой. Для окружности равен нулю, для параболы — единице.

Элементы орбиты — набор параметров, однозначно характеризующий орбиту небесного тела.

Элонгация — угловое расстояние планеты (кометы, астероида) от Солнца. Различают восточную (планета к востоку от Солнца) и западную (планета к западу от Солнца) элонгацию.

Эпоха — момент времени, выбранный в качестве начального отсчета.

Эфемерида — таблица, в которой приведены вычисленные координаты небесного тела для различных моментов времени.

Я

Ядерный синтез — соединение химических элементов в звездах при прохождении ядерных реакций в ядрах. Ядерный синтез проходил и на начальных стадиях жизни Вселенной.

Что такое время с научной точки зрения

Поинтересуйтесь у любого человека: «Время, что это такое?» Вам ответят, что это некая величина, с помощью которой измеряются интервалы между жизненными событиями и выражается она конкретными единицами измерения. Но так ли все просто? На протяжении столетий самые прогрессивные умы планеты, философы, математики, физики спорят о происхождении и сути времени, выдвигая невероятные теории об этом феномене Вселенной.

Время применительно к нашей реальной жизни

Время, что это такое в нашей повседневной жизни? Для описания данного понятия существует несколько определений, выделяющих основные характеристики времени:

• оно имеет конкретное значение в зависимости от выбранной системы измерения;
• время используется при измерении интервала между определенными событиями;
• это параметр, который описывает взаимодействие нескольких процессов;
• время всегда направлено из прошлого в будущее;
• система измерения времени может иметь, как равномерную, так и неравномерную шкалу.

Самое привычное восприятие времени связано с астрономией, где интервалы измеряются в зависимости от вращения Солнца и Земли.

Сегодня человечество пользуется несколькими популярными типами времени:

• по Гринвичу – единым для всей планеты;
• поясным, которое включает 24 пояса и очень удобно для измерения времени;
• истинным, измеряемым солнечными часами в конкретной точке Земли;
• усредненным солнечным для определенной местности;
• летним – перевод часов для экономии энергоресурсов;
• звездным, используемым астрономами.

В качестве шкалы для измерения времени применяются такие величины, как секунда, минута и час в переделах одних суток. Для более широких интервалов – сутки, недели, месяцы, годы, столетия и т.д. Чтобы удобнее было следить за изменениями времени, человечество придумало множество полезных приспособлений, начиная от календарей, заканчивая супер точными часами с секундомером.

Современные концепции времени

Первым прибором, измеряющим время, были солнечные часы. Их работа основывалась на передвижении солнца. С появлением более совершенных устройств, таких как цифровые часы, отношение к времени изменилось. Его начали воспринимать, как самостоятельное, живущее своей жизнью понятие. Но давайте посмотрим на время, что это такое, с разных сторон.

• При измерении, например, скорости бегуна мы сравниваем его передвижение от одной точки до другой со стрелками секундомера, их движением. А современные часы, в свою очередь, созданы по подобию солнечных и зависят от передвижения нашего светила. Таким образом, неизвестную скорость бегуна мы сравниваем с абстрактным, но известным движением Солнца – временем. Это упрощает задачу измерения различных величин: частоту сердцебиения, скорость автомобиля или самолета и т.д. Но, если исключить из этой зависимости «время», то можно легко сравнить все эти величины друг с другом, что делает сомнительным понятие автономности времени.
• Не меньше сомнений вызывает и направленность времени. Мы привыкли воспринимать очередность событий, разделяя их на те, которые уже произошли, происходят сейчас или ждут нас в будущем. Но мало кто осознает, что настоящего как такового не существует, а вернее это мгновение, которое сразу становиться прошлым. Прошлое, являющееся воспоминаниями, и будущее – продукт воображения, можно измерить. Например, как информацию, записанную на пленке. Но что делать с реальностью, настоящим, которое не поддается измерению?
• К общему мнению, что такое феномен время, не могут прийти ученые из разных областей науки.
• Так, физики считают время обратимой величиной движения материальных объектов, где в качестве шкалы измерения используется определенная последовательность событий. Этот принцип стал основой создания часов.
• Философы настаивают на необратимости и направленности времени от прошлого к будущему. В мифологии время считалось цикличным, Лейбниц утверждал, что это лишь субъективное восприятие реальности, Гегель причислял время к категории абсолютного духа, сторонники диалектического материализма воспринимают время как вполне осязаемую и измеримую форму передвигающейся материи.
• С психологической точки зрения ощущение времени полностью зависит от состояния и восприятия каждого отдельного человека.
• Историки используют время для наиболее удобной характеристики событий, происшедших в конкретный этап существования человечества, в течение года, века, эпохи и т.д.
• С развитием интернет технологий появилась новая альтернативная величина времени бит (1/1000 суток), предложенная компанией SWATCH.

Современная наука попыталась классифицировать различные представления о времени, в результате чего появились две основные и абсолютно противоположные концепции:

Относительная

Время, что это такое согласно реляционной теории? Приверженцы данной концепции отрицают существование отдельного самостоятельного понятия «время» во вселенной. Это только некое специфическое проявление отношений между конкретными физическими событиями. То есть время позволяет отслеживать свойства и изменения физических тел.

Если проще, время также бездвижно, как и пространство. А его течение можно сравнить с движением кинопленки, последовательной сменой кадров. Но что случится со временем, если всю пленку развернуть? Получится единая картина, состоящая из набора кадров, которые существуют одновременно.

Вещественная

Кардинально противоположный взгляд, что это такое, время, предлагает субстанциональная концепция. Ученые настаивают на существовании времени как самостоятельной субстанции, стоящей в одном ряду с пространством, физическими явлениями, телами, полями. Самыми известными сторонниками вещественной концепции считаются Эйнштейн, Ньютон, Лейбниц, Демокрит, современный ученый Козырев.

• Во времена Демокрита уже прослеживалось разделение понятий времени и движения. На примере атомов, которые передвигаются в пустоте, ученый доказывал, что время течет и при остановке атомов.
• Исаак Ньютон считал, что человечество воспринимает время как эмпирическую (относительную) величину для удобства. На самом деле время является абсолютным и представляет собой неограниченный, непрерывный поток, не зависящий от движения физических тел и направленный только в будущее. При этом под словом «поток» подразумевалась совокупность частиц времени. По мнению Ньютона, время постоянно в любой точке пространства, определяется единственным параметром T и может использоваться в любой системе отсчета.
• Пожалуй, самой известной и распространенной является теория относительности, разработанная Эйнштейном, где время – четвертое измерение. По его мнению, во вселенной одновременно существует и прошлое, и настоящее, и будущее, разделенные разными измерениями. Начиная с динозавров и заканчивая нашими точными копиями и даже самой Вселенной. Согласно этой теории, мы не имеем выбора, так как будущее и прошлое определены и существуют в один и тот же момент. И здесь возникает масса вопросов. Если прошлое и будущее существовало всегда, значит, более развитые цивилизации уже перемещались бы во времени, а мы бы знали об этом.

Некоторые утверждения теории относительности, такие как замедление времени или увеличение массы тела с ускорением доказаны. Однако как объяснить парадокс «близнецов», когда один из них отправляется в космическое путешествие, а другой остается дома? По теории Эйнштейна, время путешественника будет замедляться, так как он движется относительно Земли (другой системе измерения). Но в то же время близнец, находящийся на Земле, также не перестает двигаться относительно своего брата вместе с планетой. Выходит время на часах по возращении должно совпадать? Во времена Эйнштейна замедление времени связывали с ускорением. Но после изобретения ускорителя частиц стало понятно, что ускорение в вычислениях замедления времени не имеет значения.

Как видно, до сих пор никто с полной уверенностью не может сказать, что есть время и за счет чего оно замедляется.

Времени не существует?

К такому выводу пришли словенские ученые, полностью изменив понимание, что такое время во Вселенной. Они уверенно отрицают существование четвертого измерения и теорию Ньютона об абсолютности временной меры, движущейся по своим законам. Новая парадигма не исключает время как таковое, а изменяет взгляд на его абсолютность. Время рассматривается не как физическую сущность, выражающуюся количественной величиной, а одно из измерений реального пространства, что делает Вселенную «безвременной». Что это значит?

Проблемы с определением времени начались при столкновении теории относительности с квартовой физикой. В течение продолжительного времени ученые пытаются привести к общему «знаменателю» глобальные физические законы, существование мельчайших частиц и теорию о строении света. С уверенностью, что во Вселенной все взаимосвязано, гениальные физики вычислили универсальное уравнение, но оказалось, что времени в этом уравнении нет места. Чем больше исследуется поведение атомов, фотонов и других мельчайших частиц, тем менее значимым становится время, воспринимаемое человечеством достаточно субъективно.

Споры о понятии «время» беспрерывно продолжаются, появляются новые теории, оригинальные исследования. Какую концепцию воспринимать как истинную, решать вам. Но есть надежда, что в скором времени мы сможем разгадать загадки нашей необъятной Вселенной.

Солнечные и звездные сутки

Вращение Земли вокруг оси служит основой для определения времени с помощью астрономических наблюдений. Солнечные сутки, используемые в повседневной жизни, измеряются длительностью одного оборота Земли по отношению к Солнцу. Звездные сутки определяются длительностью одного оборота Земли по отношению к звездам.

Звездные сутки равны 23ч. 56мин. 4с. Это то время, которое нужно звезде, чтобы, два раза последовательно пересечь небесный меридиан. Солнечные сутки равны 24 часам — это промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через небесный меридиан (в полдень).

Солнечные сутки примерно на 4 мин длиннее звездных из-за того, что Земля одновременно вращается вокруг своей оси и обращается вокруг Солнца. Поэтому для нового появления Солнца на небесном меридиане Земле необходимо повернуться вокруг своей оси чуть больше одного раза.

Причиной четырехминутной разницы между звездными и солнечными сутками является Обращение Земли вокруг Солнца.

Что такое сутки точки зрения астрономии

Время и небесная сфера. Измерение времени.