Время и календарь

Звездное и солнечное время
Звездное время: звездные сутки и год-основные единицы счета времени.
Звездные сутки-период вращения Земли вокруг собственной оси в системе отсчета, связанной со звездами.
1 звездные сутки=t между двумя последовательными кульминациями точки весеннего равноденствия.
Измеряется в часовых углах S= t? = ? + t, где ? - прямое восхождение, t - солнечное время.

Солнце всегда освещает только половину земного шара.
По мере того как Земля вращается вокруг оси,
полдень наступает в тех местах, которые лежат западнее.
По положению Солнца (или звёзд) на небе определяется местное время
для любой точки земного шара.

В различных местах земного шара, расположенных в разных меридианах, в один и тот же момент местное время разное.
Когда в Москве 12 часов дня, в Саранске должно быть 12.30,
в Омске – 14.23, в Иркутске – 16.37, во Владивостоке – 18.17, на Сахалине – 20.00, в Санкт-Петербурге – 11.31, в Варшаве – 10.54, в Лондоне – 9.27.
Местное время в двух пунктах (Т1,Т2) отличается ровно на столько, на сколько отличается их географическая долгота (λ1, λ2) в часовой мере: Т1 - Т2 = λ1 - λ2
Долгота Москвы равна 37°37´, Санкт-Петербурга - 30°19´, Саранска - 45°10´. Земля поворачивается на 15° за 1 ч, т.е. на 1° за 4 мин.
Т1-Т2 = (37°37´-30°19´)*4 = 7°18´*4 = 29 мин.
Т1-Т2 = (45°10´-37°37´)*4 = 7°33´*4 = 30 мин.
Полдень в Санкт-Петербурге наступает на 29 мин позднее, чем в Москве, а в Саранске - на 30 мин раньше.
20,00

Местное время начального (нулевого) меридиана, проходящего через Гринвичскую обсерваторию, называют всемирным временем – Universal Time (UT).
Местное время любого пункта равно всемирному времени в этот момент плюс долгота данного пункта от начального меридиана, выраженная в часовой мере.
T1 = UT + λ1.
Гринвич. Лондон

Погрешность стронциевых атомных часов составляет меньше секунды за 300 миллионов лет.
Использование в качестве эталона периода вращения Земли не обеспечивает достаточно точный счёт времени, так как скорость вращения нашей планеты меняется на протяжении года (продолжительность суток не остаётся постоянной)
и происходит очень медленное замедление её вращения.
В настоящее время для определения точного времени используются атомные часы.

Пользоваться местным временем неудобно, так как при перемещении на запад или восток необходимо непрерывно передвигать стрелки часов.
В настоящее время практически всё население земного шара пользуются поясным временем.

Поясная система счёта была предложена в 1884 г.
Весь земной шар разделен на 24 часовых пояса. Местное время основного меридиана данного пояса называется поясным временем. По нему ведется счёт времени на всей территории, относящейся к этому часовому поясу.
Поясное время, которое принято в конкретном пункте, отличается от всемирного на число часов, равных номеру его часового пояса.
T = UT + n

Границы часовых поясов отступают приблизительно на 7,5°
от основных меридианов.
Эти границы не всегда проходят точно по меридианам, а проведены по административным границам областей или других регионов так, чтобы на всей их территории действовало одно и то же время.

В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 г.
С тех пор границы часовых поясов неоднократно пересматривались и изменялись.

Время – это непрерывная череда сменяющих друг друга явлений.
В конце ХХ в. в России несколько раз вводилось и затем отменялось декретное время, которое на 1 ч опережает поясное.
С апреля 2011 г. в России не проводится переход на летнее время.
С октября 2014 г. в России было возвращено декретное время,
и разница между московским и всемирным временем стала равной 3 ч.

В древности люди определяли время по Солнцу
Московский лубковый календарь, XVII век.
Календарь – система счёта длительных промежутков времени, согласно которой устанавливается определённая продолжительность месяцев, их порядок в году и начальный момент отсчёта лет. На протяжении истории человечества существовало более 200 различных календарей.
Египетский календарь,
основанный на разливах Нила
Календарь майя
Слово календарь произошло от латинского «calendarium», что в переводе с латинского означает "запись ссуд", "долговая книга". В Древнем Риме должники выплачивали долги или проценты в первые дни месяца, т.е. в дни календ (от лат. "calendae" ).

На первом этапе развития цивилизации некоторые народы пользовались лунными календарями, так как смена фаз Луны - одно из самых легко наблюдаемых небесных явлений.
Римляне пользовались лунным календарем и начало каждого месяца определяли по появлению лунного серпа после новолуния. Продолжительность лунного года составляет 354,4 дня.
Однако, солнечный год имеет продолжительность 365,25 дней.
Для устранения несоответствия более чем в 10 дней в каждый второй год между 23-м и 24-м днями Фебруариуса вставлялся дополнительный месяц Мерцедоний, содержавший попеременно 22 и 23 дня.
Самый древний из сохранившихся римских календарей, Fasti Antiates.
84-55 гг до н.э. Репродукция.

Со временем лунный календарь переставал удовлетворять потребности населения, так как земледельческие работы привязаны к смене сезонов, то есть движению Солнца.
Поэтому лунные календари заменялись лунно-солнечными или солнечными календарями.
Лунно-солнечные календари

В солнечном календаре за основу берётся продолжительность тропического года - промежутка времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через точку весеннего равноденствия.
Тропический год составляет 365 суток 5 часов 48 минут 46,1 секунды.

В Древнем Египте в V тысячелетии до н.э. был введён календарь, который состоял из 12 месяцев по 30 дней в каждом и дополнительных 5 дней в конце года.
Такой календарь давал ежегодно отставание в 0,25 суток, или 1 год за 1460 лет.

Юлианский календарь - непосредственный предшественник современного - разработан в Древнем Риме по поручению Юлия Цезаря в 45 году до н.э.
В юлианском календаре каждые четыре последовательных года состоят
из трех по 365 дней и одного високосного в 366 дней.
Год юлианского счисления длиннее тропического года на 11 минут 14 секунд, что давало ошибку в 1 сутки за 128 лет, или 3 суток примерно за 400 лет.

Юлианский календарь был принят в качестве христианского в 325 г. н.э.,
и ко второй половине XVI в. расхождение достигло уже 10 суток.
Для исправления расхождения папа римский Григорий XIII в 1582 г. ввёл новый стиль, календарь, названный по его имени григорианским.

Было решено каждые 400 лет выбрасывать из счёта 3 суток путём сокращения високосных лет. Високосными считались только годы столетий, у которых число столетий делится на 4 без остатка:
1600 и 2000 – високосные годы, а 1700, 1800 и 1900 – простые.

В России новый стиль был введен с 1 февраля 1918 г.
К этому времени между новым и старым стилем накопилась разница в 13 дней.
Эта разница сохранится до 2100 г.

Нумерация лет и по новому, и по старому стилю ведётся от года Рождества Христова, наступления новой эры.
В России новая эра была введена указом Петра I, согласно которому после 31 декабря 7208 г. «от сотворения мира» наступило 1 января 1700 г. от Рождества Христова.

Вопросы
1. Чем объясняется введение поясной системы счета времени?
2. Почему в качестве единицы времени используется атомная секунда?
3. В чем заключаются трудности составления точного календаря?
4. Чем отличается счет високосных лет по старому и новому стилю?