Звездные часы: солнечное и среднесолнечное время

Космическое время и его отличия от привычного нам земного времени

Мы уже разговаривали с вами о том, что по звездам и их положению на небе запросто можно определить время. Однако, как вы помните, “звездное время” приходилось постоянное переводить в “нормальное”. Почему же происходит именно так?

Малая Медведица в течение суток движется, как стрелка на часах, — с той разницей, что она идет обратно часовой стрелке, то есть по нижней части часового круга она идет направо, тогда как стрелка на обыкновенных часах идет налево. Полярная звезда при этом почти неподвижна, как гвоздик, на который насажена стрелка. Происходит это оттого, что воображаемая ось земного шара всегда сохраняет одно и то же направление, а Полярная звезда как раз и видна по направлению этой воображаемой земной оси.

«Циферблат звездных часов» и «звездное время»

Звездное время

Иными словами, если бы мы нарисовали на окне циферблат с центром точно указывающим на полярную звезду, то получили бы весьма оригинальные и к тому же очень точные часы. С тем отличием, что на циферблате красовалось бы не 12, а все 24 значения сразу, да и располагались бы цифры в обратном порядке – ведь наша “стрелка” Малая Медведица, двигалась бы против “обычной” часовой стрелки.

Однако, хотя время показываемое нашими звездными часами было бы предельно точным, пользуясь ими мы получили бы сплошные неудобства. Дело в том, что наши звездные часы всегда будут уходить вперед на четыре минуты в сутки, точнее, — на 3 мин. 56 секунд. В месяц они уйдут вперед на два часа, в полгода на двенадцать часов, а в год опередят обыкновенные часы на целые сутки. Следовательно, звездные часы будут сходиться с обыкновенными часами только два дня в году, а именно, 21 марта да 23 сентября.

В чем же фокус? Виновато во всем движение Земли вокруг Солнца. Сделав один полный оборот вокруг земной оси ровно в 24 часа, мы должны были бы очутиться на прежнем месте, против той самой звезды, против которой мы были вчера в тот же самый час. Но дело в том, что в эти 24 часа земной шар не только успел один раз повернуться, но успел еще и пролететь одну триста шестьдесят пятую с четвертью часть своего пути по орбите, так что через двадцать четыре часа мы вернемся не на прежнее место, не к той же звезде, которая вчера светила к нам в окно, а чуть дальше, левее него. Соответственно сдвинется наша точка наблюдения, а вчерашняя звезда останется от нас немного справа.

В этом и заключается разница между звездными часами и обыкновенными. Обыкновенные часы считаются по Солнцу, и сутки считаются от полудня до полудня. Полдень наступает в ту минуту, когда наше окно, направленное на юг и вращающееся вместе с земным шаром, поворачивается прямо к Солнцу. Но если мы будем считать сутки от полуночи до полуночи, то в сегодняшнюю полночь в наше окно будет видна не та звезда, которая была видна вчера, а другая, которая находится влево от вчерашней, и которая вчера была видна в наше окно в четыре минуты первого. Наоборот, вчерашнюю полуночную звезду сегодня будет видно в наше окно не в полночь, а на 4 минуты раньше.

Так, если мы устроим звездные часы, то придется каждую ночь переставлять их ровно на 3 минуты 56 секунд.

Солнечное время

Можно подумать, что зато Солнце показывает время без ошибки: от полудня до полудня — всегда ровно 12 часов. Увы! И Солнце ходит неверно: полгода оно торопится, а полгода отстает, так что разница доходит до получаса. Поэтому астрономы давно махнули рукой на истинное солнце и решили, что если нет на свете такого солнца, которое ходило бы по небу верно, то надо такое солнце выдумать. Так и появилось так называемое «среднее солнце», по которому и ставят часы. Разумеется, такого солнца на самом деле нет, но именно поэтому оно и не может ошибаться.

Оба движения земного шара — годовое и суточное — отклоняют созвездия в одну сторону, вправо. Движение Земли вокруг Солнца отклоняет созвездия в один месяц настолько, насколько вращение земного шара отклоняет их за два часа, а именно, на 1/12 часть всей окружности неба. Поэтому, через месяц мы увидим в 9 часов вечера на юге те самые созвездия, которые теперь видим к 11 часам вечера, а через шесть месяцев перед нами в 9 часов вечера будут те созвездия, которые теперь появляются перед нами в 9 часов утра, при дневном свете, в одной стороне с солнцем.

Так, например, в декабре Орион и Сириус бывают на небе в полночь, а в июне в полдень, отчего мы их и не видим.

Но если бы в июне в полдень произошло солнечное затмение, то мы увидели бы среди летнего дня все зимние звезды, а затененный солнечный диск находился бы посреди созвездия Близнецов.