Чем определяется продолжительность суток
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
На самом деле один поворот Земли вокруг своей оси никогда не бывает ровно двадцать четыре часа.
В сутках 23 часа 56 минут и 4 секунды. Всю свою жизнь я жил во лжи!
Поразительно, но данный показатель может колебаться в ту или другую сторону на целых пятьдесят секунд! Это потому, что скорость вращения Земли все время меняется — из-за трения, вызываемого синоптическими ситуациями, приливами/отливами и геологическими событиями.
В среднем за год сутки на долю секунды короче, чем двадцать четыре часа.
Когда эти расхождения выявили с помощью атомных часов, было принято решение переопределить секунду как фиксированную долю «солнечных» суток, — точнее, миллионшестьсот-сорокатысячную.
Новая секунда вошла в обиход в 1967 году и определена как «интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения внешними полями». Точнее не скажешь — только уж больно муторно выговаривать все это в конце долгого дня.
Новое определение секунды означает, что солнечные сутки постепенно сдвигаются по отношению к атомным. В результате ученым пришлось вводить в атомный год так называемую «високосную секунду» (или «секунду координации»), с тем чтобы согласовать атомный год с солнечным.
С 1972 года високосную секунду добавляли уже 23 раза. Представляете, иначе наши сутки увеличились бы уже почти на полминуты. А Земля продолжает замедлять свое вращение. И, по оценкам ученых, в XXIII веке в наших сутках будет 25 часов.
Последний раз «високосная секунда» была добавлена 31 декабря 2005 года по указанию Международной службы оценки параметров вращения и координат Земли, базирующейся в Парижской обсерватории.
Хорошая новость для астрономов и тех из нас, кто любит, когда часы идут в ногу с движением Земли вокруг Солнца, но головная боль для компьютерных программ и всей той аппаратуры, что стоит на космических спутниках.
Идея ввода «високосной секунды» встретила решительный отпор со стороны Международного союза телекоммуникаций, который даже внес официальное предложение полностью отменить ее еще в декабре 2007 года.
Можно конечно дождаться, пока разница между Универсальным координированным временем (UTC) и Средним временем по Гринвичу (GMT) достигнет ровно часа (где-то через 400 лет) и уже тогда привести все в порядок. Ну а пока дебаты вокруг того, что считать «реальным» временем, продолжаются.
Информация об этом журнале
«С 1972 года високосную секунду добавляли уже 23 раза. Представляете, иначе наши сутки увеличились бы уже почти на полминуты. А Земля продолжает замедлять свое вращение. И, по оценкам ученых, в XXIII веке в наших сутках будет 25 часов.»
У британских ученых проблемы с арифметикой? Тысячелетие туда, тысячелетие сюда.
«Идея ввода «високосной секунды» встретила решительный отпор со стороны Международного союза телекоммуникаций, который даже внес официальное предложение полностью отменить ее к декабрю 2007 года.»
Что-то позабыл, какой год у нас на дворе?
3. Система среднего солнечного времени; основанная на движении среднего эклиптического
солнца – фиктивной точки небесной сферы, движущейся со средней скоростью истинного Солнца.
Неравномерность обращения Земли вокруг оси вызывает незначительные изменения продолжительности суток: как звездных, так и солнечных. Когда разность между средне-солнечным (из наблюдений) и атомным временем достигает 1 сек., вводят поправку.
А вот система високосных годов объясняется несоразмерностью периодов обращения Земли вокруг оси и движения ее вокруг Солнца. В году содержится 365 дней 5 час 48 минут 45,19 секунды или 365,24220 средних солнечных суток. Введение раз в 4 года дополнительных суток устраняет излишек с лихвой.
Подробнее ищите по теме «Григорианский и Юлианский календарь».
Продолжительность суток
1. Сутки как единица времени
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.
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 23h 56m 04.0989036s, 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».
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.
От чего зависит количество часов в сутках
Содержание статьи
Данное понятие возникло еще в древности. Продолжительность суток не вызывала сомнений, что даже нашло выражение в пословице: «День да ночь – сутки прочь». Время, принимаемое за начало суток, менялось от народа к народу и от эпохи к эпохе. Сейчас концом предыдущих суток и началом последующих считается полночь. В Древнем Египте сутки считали от рассвета до рассвета, у древних евреев – от вечера до вечера (сейчас такой счет сохранился в Православной церкви).
Сутки на Земле
Развитие науки уточнило понятие суток: время, за которое планета совершает полный оборот вокруг своей оси. Это движение определяется по положению светил на небосводе.
В астрономии сутки отсчитываются от пересечения меридиана светилом. Такое пересечение называется верхней кульминацией, а за точку отсчета традиционно принимается Гринвичский меридиан. Значение имеет пересечение меридиана центром видимого солнечного диска (это называется истинным Солнцем), средним Солнцем (воображаемой точкой, которая в течение тропического года совершает полный оборот вокруг точки весеннего равноденствия, равномерно продвигаясь по экватору) и точкой весеннего равноденствия или определенной звездой. В первом случае говорят об истинных солнечных сутках, во втором – о средних солнечных, в третьем – о звездных.
Продолжительность звездных суток отличается от продолжительности солнечных. Земля не только вращается вокруг своей оси, она еще и движется вокруг Солнца. Чтобы Солнце появилось на небосводе, Земле приходится сделать чуть больше полного оборота вокруг своей оси. Поэтому продолжительность солнечных суток, используемых в быту, равна 24 часам, а звездных – 23 часа 56 минут 4 секунды. Этот промежуток времени учитывается при решении астрономических задач.
Продолжительность истинных солнечных суток постоянно колеблется из-за неравномерного движения Земли по орбите, поэтому для удобства в основу счета времени положены средние солнечные сутки, продолжительность которых составляет 24 часа.
Сутки на других объектах Солнечной системы
Еще более поразительные явления, касающиеся продолжительности суток, можно наблюдать на других планетах и спутниках. Что касается последних, значение имеет не только вращение вокруг своей оси и движение вокруг Солнца, но и обращение вокруг своей планеты и наклон оси. Например, на Луне средние солнечные сутки длятся по земному счету 29 суток 44 минуты 2,82 секунды, а отклонение истинных солнечных суток от этого показателя могут достигать 13 часов.
Кроме Луны, Фобоса, Деймоса и Харона все спутники в Солнечной системе вращаются вокруг планет-гигантов. Гравитация этих колоссальных планет замедляет вращение спутников, поэтому у большинства из них сутки оказываются равными периоду обращения вокруг планеты. Но есть одно небесное тело, которое выбивается из общей картины – Гиперион, один из спутников Сатурна. Из-за орбитального резонанса с другим спутником – Титаном – скорость его вращения постоянно меняется. Одни сутки на Гиперионе могут отличаться от других на несколько десятков процентов!
Среди планет по продолжительности суток наиболее близок к Земле Марс: марсианские сутки длятся 24 часа 39 минут 35,244 секунды.
«Рекордсменами» по продолжительности суток можно считать Венеру и Юпитер. На Венере сутки самые длинные – 116 земных дней, а на Юпитере – самые короткие, чуть меньше 10 часов. Впрочем, применительно к Юпитеру и другим газовым гигантам о продолжительности суток говорят лишь как о среднем показателе. Вещество, составляющее газовый шар, вращается с разной скоростью на различных географических широтах. Например, точная продолжительность суток на экваторе Юпитера – 9 часов 50 минут 30 секунд, а у полюсов – на одну секунду меньше.
Сутки – что это такое и как они делятся на части
Существует измерение времени внутри года: 365 единиц (если год високосный). Но что такое сутки? Давайте разбираться.
Сколько часов в сутках?
Сейчас в них 24 части, получивших имя «часы» (название хронометра отсюда). Каждый подразумевает участок обращения Земли вокруг оси, равный по времени остальным. Но казалось, что двигается не планета, а Солнце. Сутки именовали солнечными. Это половина современных.
Часы точно высчитали астрономы Нового Времени. До этого племенные объединения, исповедовавшие разные миропредставления, делили 1/365 часть жизненного цикла каждое по-своему.
Как сутки делятся на части?
С помощью международного соглашения страны решили пожертвовать делением суток, связанным с религиозными представлениями, и прийти к «единому знаменателю». Теперь данный отрезок годичного цикла не просто делится на привычное количество часов, а еще начинается с момента, никак не связанного с уровнем освещенности. В чем проблема?
Просто в разные сезоны размер дня и ночи разнится, сохраняя паритет лишь на широтах экватора. Астрономы поняли, что сутки, основанные на восходах и заходах светила в разное время года, разные по продолжительности. Именно поэтому точка 00.00 часов с изобретением контрольных часов (эталона) определяется не «на глаз». А по прибору, на который ориентируется весь мир. Его показания просто транслируются (сегодня уже не только по радио или по ТВ, но и по интернету).
Сколько часов и минут в сутках? Благодаря слиянию традиционных 12-часовых «светлых» суток с такими же по продолжительности «темными» образовалось 24 часа. В каждом часе 60 минут. Как видите, число 60 (также как и число 24) является кратным числу 12. Мало того, если копнуть вглубь минуты, то мы обнаружим в ней опять 60 элементов. Секунд. Далее поймете, почему все должно делиться на 12. Когда-то даже суток в году было 360 (число снова кратное 12!).
Как происходило деление суток раньше?
Для любой флоры и фауны (в том числе человека) естественно начинать суточный цикл с рассвета, а заканчивать закатом. Дневной свет заряжает. Его отсутствие вырабатывает «гормон сна».
Части суток не всегда были в количестве 24 штук – только с периода истории Нового Времени. Еще в средневековье слово «день» подразумевало именно день. То бишь светлое время. После захода начиналась ночь, считающаяся отдельной датой. То есть существовало 2 чередующиеся разновидности суток – темные и светлые. Каждые из них делились на 12 часов. Почему же так?
Дело в том, что двенадцатеричная система родилась еще в Древнем Вавилоне и с тех пор не имела конкуренции во всех развитых цивилизациях. Все дело в количестве созвездий на небе.
Лишь туземные племена в разных концах планеты имели каждое свое деление. К слову, Кук, прибыв к папуасам Гвинеи, обнаружил, что их цикл датировки делится на 18 частей. А египтяне, построившие великую цивилизацию, расчленяли все вокруг на 10 единиц. В итоге в латыни есть понятие «децем» (ныне мир отдает должное десятеричной системе, построив на ее основе измерение веса и расстояния).
Но даже когда «светлые» и «темные» части «склеились» между собой, не у всех наций они начинались с 00.00. У евреев стартовали после захода Солнца. Дело в том, что иудаизм предполагает главным светилом Луну, а не Солнце. Первая считается «глазом ненареченного бога». У древних египтян хронологический мини-круг – это период от восхода до восхода. У арабов изначально от захода до захода. То есть у потомков ближневосточных и североафриканских цивилизаций в разное время года сутки имели разный размер.