Tačno vrijeme
Za mjerenje kratkih vremenskih perioda u astronomiji, osnovna jedinica je prosječno trajanje sunčevog dana, tj. prosječni vremenski interval između dvije gornje (ili donje) kulminacije centra Sunca. Mora se koristiti prosječna vrijednost jer dužina sunčanog dana lagano varira tokom cijele godine. To je zbog činjenice da se Zemlja vrti oko Sunca ne u krugu, već u elipsi, a brzina njenog kretanja se neznatno mijenja. To uzrokuje blage nepravilnosti u prividnom kretanju Sunca duž ekliptike tokom cijele godine.
Trenutak gornje kulminacije centra Sunca, kao što smo već rekli, naziva se pravo podne. Ali da biste provjerili sat, da biste odredili tačno vrijeme, nema potrebe da se na njemu tačno označi trenutak kulminacije Sunca. Pogodnije je i tačnije označiti trenutke kulminacije zvijezda, jer je razlika između trenutaka kulminacije bilo koje zvijezde i Sunca precizno poznata za svako vrijeme. Stoga, za određivanje tačnog vremena, uz pomoć posebnih optičkih instrumenata, obilježavaju trenutke kulminacija zvijezda i pomoću njih provjeravaju ispravnost sata koji "pohranjuje" vrijeme. Vrijeme određeno na ovaj način bilo bi apsolutno tačno kada bi se promatrana rotacija neba odvijala sa strogo konstantnom ugaonom brzinom. Međutim, pokazalo se da brzina rotacije Zemlje oko svoje ose, a samim tim i prividna rotacija nebeske sfere, doživljava vrlo male promjene tokom vremena. Stoga, da bi se "uštedilo" točno vrijeme, sada se koriste posebni atomski satovi, čiji tok kontroliraju oscilatorni procesi u atomima koji se odvijaju na konstantnoj frekvenciji. Satovi pojedinih opservatorija se provjeravaju u odnosu na signale atomskog vremena. Poređenje vremena određenog iz atomskih satova i prividnog kretanja zvijezda omogućava proučavanje nepravilnosti Zemljine rotacije.
Određivanje tačnog vremena, njegovo pohranjivanje i prenošenje putem radija cijelom stanovništvu zadatak je službe tačnog vremena koja postoji u mnogim zemljama.
Precizne vremenske signale putem radija primaju navigatori mornarice i vazduhoplovstva, te mnoge naučne i industrijske organizacije koje treba da znaju tačno vreme. Poznavanje tačnog vremena potrebno je posebno za određivanje geografskih dužina različitih tačaka zemljine površine.
Odbrojavanje vremena. Određivanje geografske dužine. Kalendar
Iz kursa fizičke geografije SSSR-a poznajete pojmove lokalnog, zonskog i porodiljskog vremena, kao i da je razlika u geografskoj dužini dvije tačke određena razlikom u lokalnom vremenu ovih tačaka. Ovaj problem se rješava astronomskim metodama primjenom promatranja zvijezda. Na osnovu određivanja tačnih koordinata pojedinih tačaka, vrši se kartiranje zemljine površine.
Za brojanje velikih vremenskih perioda ljudi su od davnina koristili trajanje ili lunarnog mjeseca ili solarne godine, tj. Trajanje Sunčeve revolucije duž ekliptike. Godina određuje učestalost sezonskih promjena. Solarna godina traje 365 solarnih dana 5 sati 48 minuta 46 sekundi. Praktično je nesrazmjeran sa danom i dužinom lunarnog mjeseca - periodom promjene lunarnih faza (oko 29,5 dana). Ovo je teškoća stvaranja jednostavnog i praktičnog kalendara. Iza vekovna istorijačovječanstvo je stvoreno i korišteno mnogo razni sistemi kalendari. Ali svi se mogu podijeliti u tri tipa: solarni, lunarni i lunisolarni. Obično se koriste južni pastiri lunarni mjeseci. Godina koja se sastoji od 12 lunarnih mjeseci sadržavala je 355 solarnih dana. Da bi se uskladilo računanje vremena po Mjesecu i Suncu, bilo je potrebno uspostaviti 12 ili 13 mjeseci u godini i ubaciti dodatne dane u godinu. Solarni kalendar, koji se koristio u starom Egiptu, bio je jednostavniji i praktičniji. Trenutno, većina zemalja u svijetu također usvaja solarni kalendar, ali napredniji, koji se zove gregorijanski kalendar, o kojem se govori u nastavku.
Prilikom sastavljanja kalendara potrebno je voditi računa da trajanje kalendarske godine bude što bliže trajanju Sunčeve revolucije duž ekliptike i da kalendarska godina sadrži čitav broj solarnih dana, jer nezgodno je započeti godinu u različito doba dana.
Ove uslove je zadovoljio kalendar koji je razvio aleksandrijski astronom Sosigen i koji je uveden 46. pne. u Rimu Julija Cezara. Nakon toga, kao što znate, iz kursa fizičke geografije, dobio je naziv Julijanski ili stari stil. U ovom kalendaru godine se broje tri puta zaredom po 365 dana i nazivaju se jednostavnim, a godina koja slijedi je 366 dana. To se zove prestupna godina. Preskočne godine Julijanski kalendar su one godine čiji su brojevi djeljivi sa 4 bez ostatka.
Prosječna dužina godine po ovom kalendaru je 365 dana i 6 sati, tj. to je otprilike 11 minuta duže od pravog. Zbog toga je stari stil zaostajao za stvarnim protokom vremena za oko 3 dana na svakih 400 godina.
U gregorijanskom kalendaru (novi stil), koji je uveden u SSSR-u 1918. i još ranije usvojen u većini zemalja, godine koje završavaju na dvije nule, s izuzetkom 1600, 2000, 2400, itd. (tj. oni čiji je broj stotina djeljiv sa 4 bez ostatka) ne smatraju se prijestupnim danima. Time se ispravlja greška od 3 dana, koja se akumulira preko 400 godina. Dakle, prosječna dužina godine u novom stilu ispada vrlo blizu periodu okretanja Zemlje oko Sunca.
Do 20. veka razlika između novog stila i starog (julijanskog) dostigla je 13 dana. Pošto je kod nas novi stil uveden tek 1918. godine Oktobarska revolucija, počinjen 1917. 25. oktobra (stari stil), slavi se 7. novembra (novi stil).
Razlika između starog i novog stila od 13 dana ostaće iu 21., iu 22. veku. će se povećati na 14 dana.
Novi stil, naravno, nije potpuno tačan, ali greška od 1 dana će se akumulirati prema njemu tek nakon 3300 godina.
U opservatorijama postoje instrumenti uz pomoć kojih se na najprecizniji način određuje vrijeme - provjeravaju satove. Vrijeme je određeno pozicijom koju zauzimaju svjetiljke iznad horizonta. Da bi satovi opservatorije radili što tačnije i ravnomjernije između večeri, kada se provjeravaju položajem zvijezda, satovi se postavljaju u duboke podrume. U takvim podrumima čuva se cijele godine konstantna temperatura. Ovo je veoma važno jer promene temperature utiču na sat.
Za prijenos preciznih vremenskih signala putem radija, opservatorija ima posebnu složenu satnu, električnu i radio opremu. Signali tačnog vremena koji se emituju iz Moskve su među najtačnijim na svetu. Određivanje tačnog vremena po zvijezdama, pohranjivanje vremena pomoću preciznih satova i prenošenje preko radija - sve to čini Vremensku službu.
GDJE RADE Astronomi
Astronomi se bave naučnim radom u opservatorijama i astronomskim institutima.
Potonji se uglavnom bave teorijskim istraživanjima.
Nakon Velike Oktobarske socijalističke revolucije u našoj zemlji, Institut za teorijsku astronomiju u Lenjingradu, Astronomski institut po imenu. P.K. Sternberga u Moskvi, astrofizičke opservatorije u Jermeniji, Gruziji i niz drugih astronomskih institucija.
Astronomi se školuju i obučavaju na univerzitetima na odsjecima za mehaniku i matematiku ili fiziku i matematiku.
Glavna opservatorija u našoj zemlji je Pulkovo. Izgrađena je 1839. godine u blizini Sankt Peterburga pod vodstvom najvećeg ruskog naučnika. U mnogim zemljama je s pravom nazivaju astronomskom prijestolnicom svijeta.
Simeiz opservatorija na Krimu nakon Velikog Otadžbinski rat je u potpunosti restauriran, a nedaleko od nje izgrađena je nova opservatorija u selu Partizanskoje kod Bahčisaraja, gde je sada postavljen najveći reflektujući teleskop u SSSR-u sa ogledalom prečnika 1¼ m, a uskoro i reflektor sa Biće postavljeno ogledalo prečnika 2,6 m - treće po veličini na svetu. Obje opservatorije sada čine jednu instituciju - Krimsku astrofizičku opservatoriju Akademije nauka SSSR-a. Astronomske opservatorije postoje u Kazanju, Taškentu, Kijevu, Harkovu i drugim mestima.
Na svim opservatorijama obavljamo naučni rad po dogovorenom planu. Dostignuća astronomske nauke u našoj zemlji pomažu širokim slojevima radnih ljudi da razviju ispravno, naučno razumevanje sveta oko nas.
Mnoge astronomske opservatorije postoje u drugim zemljama. Od njih su najpoznatiji najstariji postojeći - Pariz i Greenwich, od čijeg se meridijana računaju geografske dužine na zemaljskoj kugli (ova opservatorija je nedavno premještena na novu lokaciju, dalje od Londona, gdje ima dosta smetnji za noćna posmatranja neba). Najveći teleskopi na svijetu postavljeni su u Kaliforniji na opservatorijama Mount Palomar, Mount Wilson i Lick. Poslednji od njih sagrađen je krajem 19. veka, a prva dva - već u 20. veku.
Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.
Srećan sam što živim uzorno i jednostavno:
Kao sunce - kao klatno - kao kalendar
M. Tsvetaeva
Lekcija 6/6
Predmet Osnove mjerenja vremena.
Target Razmotrite sistem brojanja vremena i njegovu vezu sa geografskom dužinom. Dajte ideju o hronologiji i kalendaru, određujući geografske koordinate (dužinu) područja na osnovu astrometrijskih opažanja.
Zadaci
:
1. Obrazovni: praktična astrometrija o: 1) astronomskim metodama, instrumentima i mernim jedinicama, računanju i čuvanju vremena, kalendarima i hronologiji; 2) određivanje geografskih koordinata (dužine) područja na osnovu astrometrijskih posmatranja. Usluge Sunca i tačno vrijeme. Primjena astronomije u kartografiji. O kosmičkim pojavama: rotaciji Zemlje oko Sunca, okretanju Mjeseca oko Zemlje i rotaciji Zemlje oko svoje ose i o njihovim posljedicama - nebeskim pojavama: izlasku, zalasku, dnevnom i godišnjem vidljivom kretanju i kulminacijama svetiljke (Sunce, Mesec i zvezde), menjaju faze Meseca.
2. Obrazovanje: formiranje naučnog pogleda na svet i ateističko obrazovanje u toku upoznavanja istorije ljudskog znanja, sa glavnim tipovima kalendara i hronoloških sistema; razotkrivanje praznovjerja povezanih s konceptima "prijestupne godine" i prijevodom datuma julijanskog i gregorijanskog kalendara; politehničko i radno obrazovanje u izlaganju materijala o instrumentima za mjerenje i pohranjivanje vremena (satovima), kalendarima i hronološkim sistemima, te praktičnim metodama primjene astrometrijskih znanja.
3. Razvojni: formiranje vještina: rješavanje zadataka o računanju vremena i datuma i prenošenju vremena iz jednog sistema za pohranu i brojanje u drugi; izvoditi vježbe primjene osnovnih formula praktične astrometrije; koristiti mapu zvijezda u pokretu, priručnike i astronomski kalendar za utvrđivanje položaja i uslova vidljivosti nebeskih tijela i pojave nebeskih pojava; odrediti geografske koordinate (dužinu) područja na osnovu astronomskih posmatranja.
znati:
1. nivo (standard)- sisteme za brojanje vremena i mjerne jedinice; pojam podneva, ponoći, dana, povezanost vremena sa geografskom dužinom; početni meridijan i univerzalno vrijeme; zona, lokalni, ljetni i zimsko vrijeme; metode prevođenja; našu hronologiju, pojavu našeg kalendara.
2. nivo- sisteme za brojanje vremena i mjerne jedinice; koncept ponoći, ponoći, dana; veze između vremena i geografske dužine; početni meridijan i univerzalno vrijeme; zona, lokalno, ljetno i zimsko računanje vremena; metode prevođenja; dodjela precizne službe vremena; koncept hronologije i primjeri; pojam kalendara i glavne vrste kalendara: lunarni, lunisolarni, solarni (julijanski i gregorijanski) i osnove hronologije; problem kreiranja stalnog kalendara. Osnovni koncepti praktične astrometrije: principi određivanja vremena i geografskih koordinata nekog područja na osnovu podataka astronomskih posmatranja. Uzroci svakodnevno opaženih nebeskih pojava nastalih rotacijom Mjeseca oko Zemlje (promjene mjesečevih faza, prividno kretanje Mjeseca preko nebeske sfere).
biti u mogućnosti da:
1. nivo (standard)- pronađite univerzalno, prosječno, zonsko, lokalno, ljetno, zimsko računanje vremena;
2. nivo- pronađite univerzalno, prosječno, zonsko, lokalno, ljetno, zimsko računanje vremena; pretvoriti datume iz starog u novi stil i natrag. Riješite zadatke za određivanje geografskih koordinata mjesta i vremena posmatranja.
Oprema: plakat "Kalendar", PKZN, klatno i sunčani sat, metronom, štoperica, kvarcni sat Zemljina kugla, tablice: neke praktične primjene astronomije. CD- "Red Shift 5.1" (Vrijeme - emisija, Priče o svemiru = Vrijeme i godišnja doba). Model nebeske sfere; zidna karta zvjezdanog neba, karta vremenskih zona. Karte i fotografije zemljine površine. Tabela "Zemlja u svemiru". Fragmenti filmskih traka"Prividno kretanje nebeskih tijela"; "Razvoj ideja o svemiru"; „Kako je astronomija opovrgla religiozne ideje o Univerzumu"
Međupredmetna veza: Geografske koordinate, mjerenje vremena i metode orijentacije, kartografska projekcija (geografija, 6-8 razred)
Tokom nastave
1. Ponavljanje naučenog(10 min).
A) 3 osobe na individualnim karticama.
1.
1. Na kojoj visini u Novosibirsku (φ= 55º) kulminira Sunce 21. septembra? [za drugu sedmicu oktobra prema PCZN δ=-7º, zatim h=90 o -φ+δ=90 o -55º-7º=28º]
2. Gdje na zemlji nisu vidljive zvijezde južne hemisfere? [na sjevernom polu]
3. Kako se kretati po terenu koristeći Sunce? [mart, septembar - izlazak sunca na istoku, zalazak sunca na zapadu, podne na jugu]
2.
1. Podnevna visina Sunca je 30º, a deklinacija 19º. Odredite geografsku širinu mjesta posmatranja.
2. Kako se nalaze dnevne putanje zvijezda u odnosu na nebeski ekvator? [paralelno]
3. Kako se kretati područjem pomoću Sjevernjače? [smjer sjever]
3.
1. Kolika je deklinacija zvijezde ako kulminira u Moskvi (φ = 56 º
) na visini od 69º?
2. Kako se nalazi os svijeta u odnosu na zemljine ose, u odnosu na ravninu horizonta? [paralelno, pod uglom geografske širine lokacije posmatranja]
3. Kako iz astronomskih posmatranja odrediti geografsku širinu nekog područja? [izmjerite ugaonu visinu zvijezde Sjevernjače]
b) 3 osobe u odboru.
1. Izvedite formulu za visinu svjetiljke.
2. Dnevni putevi svjetiljki (zvijezda) na različitim geografskim širinama.
3. Dokazati da je visina nebeskog pola jednaka geografskoj širini.
V) Ostalo samostalno
.
1. Koju je najveću visinu koju dostiže Vega (δ=38 o 47") u Kolevku (φ=54 o 04")? [najveća visina na gornjoj kulminaciji, h=90 o -φ+δ=90 o -54 o 04 "+38 o 47"=74 o 43"]
2. Odaberite bilo koju sjajnu zvijezdu koristeći PCZN i zapišite njene koordinate.
3. U kom sazvežđu se danas nalazi Sunce i koje su mu koordinate? [za drugu sedmicu oktobra prema PKZN u sazivu. Djevica, δ=-7º, α=13 h 06 m ]
d) u "Red Shift 5.1"
Pronađite sunce:
- koje informacije možete dobiti o Suncu?
- koje su njegove koordinate danas i u kom se sazvežđu nalazi?
- Kako se mijenja deklinacija? [smanjuje]
- koja je od zvijezda koje imaju svoje ime najbliža po ugaonoj udaljenosti Suncu i koje su mu koordinate?
- dokazati da je Zemlja unutra ovog trenutka krećući se u orbiti približava se Suncu (iz tabele vidljivosti - ugaoni prečnik Sunca se povećava)
2.
Novi materijal
(20 minuta)
Treba platiti pažnja učenika:
1. Dužina dana i godine zavisi od referentnog sistema u kome se razmatra kretanje Zemlje (da li je povezano sa nepokretnim zvezdama, Suncem itd.). Izbor referentnog sistema se ogleda u nazivu vremenske jedinice.
2. Trajanje vremenskih jedinica vezano je za uslove vidljivosti (kulminacije) nebeskih tijela.
3. Uvođenje standarda atomskog vremena u nauku bilo je zbog neravnomjerne rotacije Zemlje, otkrivene kada se povećala tačnost satova.
4. Uvođenje standardnog vremena je zbog potrebe koordinacije privrednih aktivnosti na teritoriji definisanoj granicama vremenskih zona.
Sistemi za brojanje vremena. Odnos sa geografskom dužinom.
Prije više hiljada godina ljudi su primijetili da se mnoge stvari u prirodi ponavljaju: Sunce izlazi na istoku i zalazi na zapadu, ljeto ustupa mjesto zimi i obrnuto. Tada su nastale prve jedinice vremena - dan mjesec Godina
. Uz pomoć jednostavnih astronomskih instrumenata ustanovljeno je da u godini ima oko 360 dana, a za otprilike 30 dana obris Mjeseca prolazi kroz ciklus od jednog punog mjeseca do drugog. Stoga su kaldejski mudraci kao osnovu usvojili seksagezimalni sistem brojeva: dan je bio podijeljen na 12 noći i 12 dana. sati
, krug - 360 stepeni. Svaki sat i svaki stepen podijeljen je sa 60 minuta
, a svake minute - za 60 sekundi
.
Međutim, kasnija preciznija mjerenja beznadežno su pokvarila ovo savršenstvo. Ispostavilo se da Zemlja napravi punu revoluciju oko Sunca za 365 dana, 5 sati, 48 minuta i 46 sekundi. Mjesecu je potrebno od 29,25 do 29,85 dana da obiđe Zemlju.
Periodične pojave praćene dnevnom rotacijom nebeske sfere i prividnim godišnjim kretanjem Sunca duž ekliptike
čine osnovu različitih sistema brojanja vremena. Vrijeme- glavna fizička veličina koja karakteriše uzastopnu promjenu pojava i stanja materije, trajanje njihovog postojanja.
Kratko- dan, sat, minut, sekunda
Dugo- godina, kvartal, mjesec, sedmica.
1.
"Zvezdnoe"vrijeme povezano s kretanjem zvijezda na nebeskoj sferi. Mjereno uglom sata proljetnog ekvinocija: S = t ^ ; t = S - a
2.
"Sunčano"vrijeme povezano: s vidljivim kretanjem centra Sunčevog diska duž ekliptike (pravo solarno vrijeme) ili kretanjem "prosječnog Sunca" - zamišljene točke koja se ravnomjerno kreće duž nebeskog ekvatora u istom vremenskom periodu kao i pravo Sunce (prosječno solarno vrijeme).
Sa uvođenjem standarda atomskog vremena i Međunarodnog SI sistema 1967. godine, atomska sekunda je korištena u fizici.
Sekunda- fizička veličina brojčano jednaka 9192631770 perioda zračenja koja odgovara prelazu između hiperfinih nivoa osnovnog stanja atoma cezijuma-133.
Sva navedena „vremena“ su međusobno konzistentna kroz posebne proračune. IN Svakodnevni život koristi se srednje solarno vrijeme
. Osnovna jedinica zvezdanog, pravog i srednjeg sunčevog vremena je dan. Dobijamo sideralne, srednje solarne i druge sekunde tako što odgovarajući dan podijelimo sa 86400 (24 h, 60 m, 60 s). Dan je postao prva jedinica za mjerenje vremena prije više od 50.000 godina. Dan- vremenski period tokom kojeg Zemlja napravi jedan potpuni okret oko svoje ose u odnosu na neki orijentir.
Sideralni dan- period rotacije Zemlje oko svoje ose u odnosu na nepokretne zvezde, definisan kao vremenski interval između dve uzastopne gornje kulminacije prolećne ravnodnevice.
Pravi solarni dani- period rotacije Zemlje oko svoje ose u odnosu na centar solarnog diska, definisan kao vremenski interval između dve uzastopne istoimene kulminacije u centru solarnog diska.
Zbog činjenice da je ekliptika nagnuta prema nebeskom ekvatoru pod uglom od 23 oko 26", a Zemlja rotira oko Sunca po eliptičnoj (malo izduženoj) orbiti, brzina prividnog kretanja Sunca preko nebeske sfere, a samim tim i trajanje pravog sunčevog dana će se stalno mijenjati tokom cijele godine: najbrže u blizini tačaka ekvinocija (mart, septembar), najsporije u blizini solsticija (jun, januar). u astronomiju je uveden solarni dan - period rotacije Zemlje oko svoje ose u odnosu na „prosečno Sunce“.
Prosječan solarni dan definirani su kao vremenski period između dvije uzastopne kulminacije istoimenog “prosječnog Sunca”. Oni su 3 m 55,009 s kraći od zvezdanog dana.
24 h 00 m 00 s sideralno vrijeme je jednako 23 h 56 m 4,09 s srednje solarno vrijeme. Radi sigurnosti teorijskih proračuna, prihvaćeno je efemerida (tablična) sekunda jednaka prosječnoj solarnoj sekundi 0. januara 1900. u 12 sati jednakostrujnog vremena koje nije povezano sa rotacijom Zemlje.
Prije oko 35.000 godina ljudi su primijetili periodične promene pojava Meseca - promena lunarnih faza. Faza F nebesko tijelo (Mjesec, planeta itd.) određuje se odnosom najveće širine osvijetljenog dijela diska d do njegovog prečnika D: F=d/D. Linija terminator razdvaja tamni i svijetli dio diska svjetiljke. Mjesec se kreće oko Zemlje u istom smjeru u kojem Zemlja rotira oko svoje ose: od zapada prema istoku. Ovo kretanje se ogleda u vidljivom kretanju Mjeseca na pozadini zvijezda prema rotaciji neba. Svaki dan se Mjesec pomjera na istok za 13,5o u odnosu na zvijezde i za 27,3 dana završi puni krug. Ovako je ustanovljena druga mjera vremena nakon dana - mjesec.
Sideralni (sideralni) lunarni mjesec- vremenski period tokom kojeg Mjesec napravi jednu potpunu revoluciju oko Zemlje u odnosu na nepokretne zvijezde. Jednako 27 d 07 h 43 m 11,47 s.
Sinodički (kalendarski) lunarni mjesec- vremenski period između dvije uzastopne faze istog imena (obično mladi mjeseca) Mjeseca. Jednako 29 d 12 h 44 m 2,78 s. .jpg)
Kombinacija fenomena vidljivog kretanja Mjeseca na pozadini zvijezda i promjenjivih faza Mjeseca omogućava navigaciju po Mjesecu na tlu (Sl.). Mjesec se pojavljuje kao uski polumjesec na zapadu i nestaje u zracima zore kao jednako uzak polumjesec na istoku. Povucimo mentalno pravu liniju lijevo od mjesečevog polumjeseca. Na nebu možemo pročitati ili slovo “R” - “raste”, “rogovi” mjeseca su okrenuti ulijevo – mjesec je vidljiv na zapadu; ili slovo "C" - "starenje", "rogovi" mjeseca su okrenuti udesno - mjesec je vidljiv na istoku. Za vrijeme punog mjeseca mjesec je vidljiv na jugu u ponoć.
Kao rezultat posmatranja promjena položaja Sunca iznad horizonta tokom mnogo mjeseci, nastala je treća mjera vremena - godine.
Godina- vremenski period tokom kojeg Zemlja napravi jednu punu revoluciju oko Sunca u odnosu na neki orijentir (tačku).
Sideralna godina- sideralni (zvjezdani) period Zemljine revolucije oko Sunca, jednak 365,256320... prosječnog sunčevog dana.
Anomalistička godina- vremenski interval između dva uzastopna prolaska prosečnog Sunca kroz tačku u njegovoj orbiti (obično perihel) jednak je 365,259641... prosečnog sunčevog dana.
Tropska godina- vremenski interval između dva uzastopna prolaska prosečnog Sunca kroz prolećnu ravnodnevnicu, jednak 365,2422... prosečnog sunčevog dana ili 365 d 05 h 48 m 46,1 s.
Svjetsko vrijeme je definirano kao lokalno srednje solarno vrijeme na početnom (Greenwich) meridijanu ( to, UT- univerzalno vrijeme). Budući da u svakodnevnom životu ne možete koristiti lokalno vrijeme (pošto je u Kolybelki jedno, a u Novosibirsku je drugačije (različito λ
)), zbog čega ga je Konferencija odobrila na prijedlog kanadskog inženjera željeznice Sanford Fleming(8. februara 1879
kada govori na Kanadskom institutu u Torontu) standardno vrijeme, podjela zemlja za 24 vremenske zone (360:24 = 15 o, 7,5 o od centralnog meridijana). Nulta vremenska zona nalazi se simetrično u odnosu na glavni (Grinvič) meridijan. Pojasevi su numerisani od 0 do 23 od zapada prema istoku. Prave granice pojaseva su kombinovane sa administrativnim granicama okruga, regiona ili država. Centralni meridijani vremenskih zona udaljeni su jedan od drugog tačno 15o (1 sat), pa se pri prelasku iz jedne vremenske zone u drugu vrijeme mijenja za cijeli broj sati, ali broj minuta i sekundi ne promijeniti. Novi kalendarski dan (i Nova godina) početi sa datumske linije(linija razgraničenja), prolazeći uglavnom duž meridijana od 180°E geografske dužine u blizini sjeveroistočne granice Ruske Federacije. Zapadno od datumske linije, datum u mjesecu je uvijek jedan više nego istočno od njega. Prilikom prelaska ove linije od zapada prema istoku, kalendarski broj se smanjuje za jedan, a pri prelasku linije od istoka prema zapadu, kalendarski broj se povećava za jedan, čime se eliminiše greška u računanju vremena prilikom putovanja oko svijeta i premeštanja ljudi iz Od istočne do zapadne hemisfere Zemlje.
Stoga je Međunarodna Meridijanska konferencija (1884, Washington, SAD) u vezi s razvojem telegrafa i željeznički transport unio:
- Dan počinje u ponoć, a ne u podne, kao što je bilo.
- početni (nulti) meridijan iz Greenwicha (Greenwich opservatorija kod Londona, osnovana od strane J. Flamsteeda 1675. godine, kroz osu opservatorijskog teleskopa).
- sistem brojanja standardno vrijeme
Standardno vrijeme se određuje po formuli: T n = T 0 + n
, Gdje T 0
- univerzalno vrijeme; n- broj vremenske zone.
Vrijeme porodiljstva- standardno vrijeme, promijenjeno u cijeli broj sati vladinom uredbom. Za Rusiju je jednako zonskom vremenu, plus 1 sat.
Moskovsko vrijeme- porodiljsko vrijeme druge vremenske zone (plus 1 sat): Tm = T 0 + 3
(sati).
Ljeto vrijeme- porodiljsko standardno vrijeme, dodatno promijenjeno za plus 1 sat po nalogu Vlade za period ljetnog računanja vremena radi uštede energetskih resursa. Po uzoru na Englesku, koja je prvi put uvela ljetno računanje vremena 1908. godine, sada 120 zemalja širom svijeta, uključujući Rusku Federaciju, godišnje uvodi ljetno računanje vremena.
Vremenske zone svijeta i Rusije
Zatim, učenike treba ukratko upoznati sa astronomskim metodama za određivanje geografskih koordinata (dužine) nekog područja. Zbog rotacije Zemlje, razlika između trenutaka početka podneva ili vrhunaca ( vrhunac. Kakav je ovo fenomen?) zvijezde sa poznatim ekvatorijalnim koordinatama u 2 tačke jednaka je razlici geografskih dužina tačaka, što omogućava određivanje geografske dužine ovog stava iz astronomskih posmatranja Sunca i drugih svjetiljki i, obrnuto, lokalnog vremena u bilo kojoj tački sa poznatom geografskom dužinom.
Na primjer: jedan od vas je u Novosibirsku, drugi je u Omsku (Moskva). Ko će od vas prvi uočiti gornju kulminaciju centra Sunca? I zašto? (napomena, to znači da vaš sat radi po novosibirskom vremenu). Zaključak- zavisno od lokacije na Zemlji (meridijan - geografska dužina) kulminacija bilo koje svjetiljke se opaža u različito vrijeme, tj vrijeme je povezano sa geografskom dužinom
ili T=UT+λ, a vremenska razlika za dvije tačke koje se nalaze na različitim meridijanima će biti T 1 - T 2 = λ 1 - λ 2.Geografska dužina (λ
) područja se mjeri istočno od „nulte“ (Grinvičkog) meridijana i numerički je jednaka vremenskom intervalu između istih vrhunaca iste zvijezde na griničkom meridijanu ( UT) i na osmatračnici ( T). Izraženo u stepenima ili satima, minutama i sekundama. Kako bi se utvrdilo
geografsku geografsku dužinu područja, potrebno je odrediti trenutak kulminacije svjetiljke (obično Sunca) sa poznatim ekvatorijalnim koordinatama. Pretvaranjem vremena posmatranja iz srednjeg solarnog u sideralno pomoću posebnih tablica ili kalkulatora i znajući iz priručnika vrijeme kulminacije ove zvijezde na griničkom meridijanu, lako možemo odrediti geografsku dužinu područja. Jedina poteškoća u proračunima je tačna konverzija vremenskih jedinica iz jednog sistema u drugi. Nema potrebe da se „gleda“ trenutak kulminacije: dovoljno je odrediti visinu (zenitnu udaljenost) svjetiljke u bilo kojem precizno snimljenom trenutku vremena, ali će proračuni tada biti prilično komplikovani.
Satovi se koriste za mjerenje vremena. Od najjednostavnijih, korištenih u drevnim vremenima, su gnomon
- vertikalni stup u centru horizontalne platforme sa podjelama, zatim pijesak, voda (klepsidra) i vatra, do mehaničkih, elektronskih i atomskih. Još precizniji atomski (optički) standard vremena stvoren je u SSSR-u 1978. godine. Greška od 1 sekunde se javlja svakih 10.000.000 godina!
Sistem mjerenja vremena u našoj zemlji
1) Od 1. jula 1919. uveden je standardno vrijeme(dekret Vijeća narodnih komesara RSFSR od 8. februara 1919.)
2) Osnovana 1930 Moskva (porodiljsko odsustvo)
vrijeme 2. vremenske zone u kojoj se nalazi Moskva, prevedeno jedan sat unaprijed u odnosu na standardno vrijeme (+3 na svjetsko vrijeme ili +2 na srednjoevropsko vrijeme) kako bi se osigurao svjetliji dio dana tokom dana (uredba od Vijeće narodnih komesara SSSR-a od 16. juna 1930.). Distribucija regiona i regiona po vremenskim zonama se značajno menja. Otkazano u februaru 1991. i ponovo vraćeno u januaru 1992. godine.
3) Istim dekretom iz 1930. godine ukinut je prelazak na ljetno računanje vremena koji je bio na snazi od 1917. godine (20. aprila i povratak 20. septembra).
4) Godine 1981. zemlja je nastavila sa ljetnim računanjem vremena. Rezolucija Vijeća ministara SSSR-a od 24. oktobra 1980. „O postupku računanja vremena na teritoriji SSSR-a” uvodi se ljetno računanje vremena
Pomeranjem sata unapred na 0 časova 1. aprila, i pomeranjem sata unapred za sat unapred 1. oktobra, od 1981. godine. (1981. ljetno računanje vremena uvedeno je u velikoj većini razvijenih zemalja - 70, osim Japana). Kasnije su u SSSR-u prevodi počeli da se vrše u nedelju najbližu ovim datumima. Rezolucijom je uveden niz značajnih izmjena i odobrena novosastavljena lista administrativnih teritorija koje su dodijeljene odgovarajućim vremenskim zonama.
5) 1992. godine, Ukazom predsjednika, vraćeno je porodiljsko vrijeme (moskovsko) od 19. januara 1992. godine, sa očuvanjem ljetnog računanja vremena posljednje nedjelje u martu u 2 sata prije ponoći, a za zimsko računanje vremena na dan prošle nedjelje u septembru u 3 sata ujutro prije sat vremena.
6) 1996. godine, Uredbom Vlade Ruske Federacije br. 511 od 23. aprila 1996. godine, ljetno računanje vremena je produženo za jedan mjesec i sada završava posljednje nedjelje u oktobru. U Zapadnom Sibiru, regioni koji su ranije bili u zoni MSK+4 prešli su na MSK+3 vreme, pridruživši se Omskom vremenu: Novosibirska oblast 23. maja 1993. u 00:00, Altajska teritorija i Republika Altaj 28. maja 1995. u 4 :00, Tomska oblast 1. maj 2002. u 3:00, Kemerovska oblast 28. marta 2010. u 02:00. ( razlika u odnosu na svjetsko vrijeme GMT ostaje 6 sati).
7) Od 28. marta 2010. godine, pri prelasku na ljetno računanje vremena, teritorija Rusije počela je da se nalazi u 9 vremenskih zona (od 2. do 11. uključujući, sa izuzetkom 4. - Samarska oblast i Udmurtija marta 28. 2010. u 2 ujutro po moskovskom vremenu) sa istim vremenom unutar svake vremenske zone. Granice vremenskih zona idu duž granica konstitutivnih entiteta Ruske Federacije, svaki subjekt je uključen u jednu zonu, s izuzetkom Jakutije koja je uključena u 3 zone (MSK+6, MSK+7, MSK+8 ), i region Sahalin, koji je uključen u 2 zone (MSK+7 na Sahalinu i MSK+8 na Kurilskim ostrvima).
Dakle za našu zemlju zimi T= UT+n+1 h , A u ljetnom vremenu T= UT+n+2 h
Možete ponuditi obavljanje laboratorijskih (praktičnih) radova kod kuće: Laboratorijski rad"Određivanje koordinata terena iz solarnih osmatranja"
Oprema: gnomon; kreda (klinovi); "Astronomski kalendar", sveska, olovka.
Radni nalog:
1. Određivanje podnevne linije (smjer meridijana).
Kako se Sunce svakodnevno kreće po nebu, sjena od gnomona postepeno mijenja svoj smjer i dužinu. U pravo podne ima najkraću dužinu i pokazuje smjer podnevne linije - projekcije nebeskog meridijana na ravan matematičkog horizonta. Za određivanje podnevne linije potrebno je jutarnjim satima označite tačku na koju pada sjena gnomona i nacrtajte krug kroz nju, uzimajući gnomon za njegovo središte. Zatim treba sačekati dok senka gnomona ne dodirne liniju kruga drugi put. Dobiveni luk je podijeljen na dva dijela. Linija koja prolazi kroz gnomon i sredinu podnevnog luka biće podnevna linija.
2. Određivanje geografske širine i dužine područja iz posmatranja Sunca.
Posmatranja počinju malo prije trenutka pravog podneva, čiji se početak bilježi u trenutku tačnog poklapanja sjene od gnomona i podnevne linije prema dobro kalibriranom satu koji radi prema vremenu porodilja. Istovremeno izmjerite dužinu sjene od gnomona. Po dužini senke l tačno u podne do trenutka kada se to dogodi T d prema porodiljskom vremenu, jednostavnim proračunima, određuju se koordinate područja. Prethodno iz omjera tg h ¤ =N/l, Gdje N- visina gnomona, pronađite visinu gnomona u tačno podne h ¤.
Geografska širina područja se izračunava pomoću formule φ=90-h ¤ +d ¤, gdje je d ¤ deklinacija Sunca. Da biste odredili geografsku dužinu nekog područja, koristite formulu λ=12 h +n+Δ-D, Gdje n- broj vremenske zone, h - jednadžba vremena za dati dan (određena prema Astronomskom kalendaru). Za zimsko računanje vremena D = n+ 1; za ljetno računanje vremena D = n + 2.
| "Planetarijum" 410,05 mb | Resurs vam omogućava da instalirate punu verziju inovativnog obrazovnog i metodološkog kompleksa "Planetarijum" na računar nastavnika ili učenika. "Planetarijum" - izbor tematskih članaka - namenjen je za upotrebu od strane nastavnika i učenika na časovima fizike, astronomije ili prirodnih nauka od 10. do 11. razreda. Prilikom instaliranja kompleksa, preporučljivo je koristiti samo engleska slova u nazivima mapa. | ||
| Demo materijali 13,08 MB | Resurs predstavlja demonstracioni materijal inovativnog obrazovno-metodičkog kompleksa "Planetarijum". | ||
| Planetarijum 2,67 mb Sat 154,3 kb Standardno vrijeme 374,3 kb Standardna vremenska karta 175,3 kb |
1.2. Mjerenje vremena u astronomiji
1.2.1. Opće odredbe
Jedan od zadataka geodetske astronomije, astrometrije i geodezije svemira je određivanje koordinata nebeska tela u datom trenutku. Konstrukciju astronomskih vremenskih skala vrše nacionalne vremenske službe i Međunarodni vremenski biro.
Sve poznate metode za konstruisanje kontinualnih vremenskih skala zasnovane su na periodični procesi, Na primjer:
- rotacija Zemlje oko svoje ose;
- Zemljina orbita oko Sunca;
- orbita Meseca oko Zemlje;
- njihanje klatna pod uticajem gravitacije;
- elastične vibracije kristala kvarca pod utjecajem naizmjenične struje;
- elektromagnetne vibracije molekula i atoma;
- radioaktivni raspad atomskih jezgara i drugi procesi.
Vremenski sistem se može podesiti sa sljedećim parametrima:
1) mehanizam - pojava koja osigurava periodično ponavljanje procesa (na primjer, dnevna rotacija Zemlje);
2) skala - vremenski period u kome se proces ponavlja;
3) početna tačka, nulta tačka - trenutak kada proces počinje da se ponavlja;
4) način računanja vremena.
U geodetskoj astronomiji, astrometriji, nebeska mehanika Koriste se sideralni i solarni sistemi vremena, zasnovani na rotaciji Zemlje oko svoje ose. Ovo periodično kretanje je najviši stepen jednolične, vremenski neograničene i kontinuirane tokom čitavog postojanja čovečanstva.
Osim toga, koriste se astrometrija i nebeska mehanika
Efemeride i dinamički vremenski sistemi , kao idealno
struktura ujednačene vremenske skale;
Sistem atomsko vrijeme– praktična implementacija savršeno ujednačene vremenske skale.
1.2.2. zvezdano vreme
Siderično vrijeme je označeno s. Parametri sistema zvezdanog vremena su:
1) mehanizam - rotacija Zemlje oko svoje ose;
2) skala - zvezdani dan, jednak vremenskom intervalu između dve uzastopne gornje kulminacije tačke prolećne ravnodnevice
V osmatračnica;
3) početna tačka na nebeskoj sferi je tačka prolećnog ekvinocija, nulta tačka (početak zvezdanog dana) je trenutak gornje kulminacije tačke;
4) metoda brojanja. Mjera sideralnog vremena je satni ugao tačke
proljetna ravnodnevica, t. Nemoguće je to izmjeriti, ali za bilo koju zvijezdu izraz je istinit
dakle, znajući pravu ascenziju zvijezde i računajući njen satni ugao t, može se odrediti siderično vrijeme s.
Razlikovati istinito, prosječno i kvazi-tačno gama tačke (podela se odnosi na nutaciju astronomskog faktora, vidi paragraf 1.3.9), u odnosu na koje se meri istinito, srednje i kvazi-istinito siderično vrijeme.
Sistem sideralnog vremena koristi se za određivanje geografskih koordinata tačaka na Zemljinoj površini i azimuta usmjerenja prema zemaljskim objektima, za proučavanje nepravilnosti dnevne rotacije Zemlje i za utvrđivanje nultih tačaka skala drugih sistema mjerenja vremena. Ovaj sistem, iako se široko koristi u astronomiji, nezgodan je u svakodnevnom životu. Smjena dana i noći, uzrokovana prividnim dnevnim kretanjem Sunca, stvara vrlo specifičan ciklus u ljudskoj aktivnosti na Zemlji. Stoga se vrijeme dugo računalo na osnovu dnevnog kretanja Sunca.
1.2.3. Pravo i srednje solarno vrijeme. Jednačina vremena
Pravi solarni vremenski sistem (ili pravo solarno vrijeme- m ) se koristi za astronomska ili geodetska posmatranja Sunca. Sistemski parametri:
1) mehanizam - rotacija Zemlje oko svoje ose;
2) skala - pravi solarni dani- vremenski period između dve uzastopne niže kulminacije centra pravog Sunca;
3) početna tačka - centar diska pravog Sunca - , nulta tačka - istinita ponoć, ili trenutak donje kulminacije centra diska pravog Sunca;
4) metoda brojanja. Mjera pravog sunčevog vremena je geocentrični satni ugao pravog Sunca t plus 12 sati:
m = t + 12h .
Jedinica pravog solarnog vremena - sekunda, jednaka 1/86400 pravog solarnog dana, ne zadovoljava osnovni zahtjev za jedinicom vremena - nije konstantna.
Razlozi za nestabilnost prave solarne vremenske skale su:
1) neravnomjerno kretanje Sunca po ekliptici zbog eliptičnosti Zemljine orbite;
2) neravnomjerno povećanje direktnog uspona Sunca tokom cijele godine, budući da je Sunce duž ekliptike, nagnuto prema nebeskom ekvatoru pod uglom od približno 23,50.
Iz ovih razloga, upotreba pravog solarnog vremenskog sistema u praksi je nezgodna. Prelazak na jednoliku solarnu vremensku skalu odvija se u dvije faze.
Faza 1 prelazak na fiktivni srednje ekliptično Sunce. na dato-
U ovoj fazi eliminira se neravnomjerno kretanje Sunca duž ekliptike. Neravnomjerno kretanje duž eliptične orbite zamjenjuje se ravnomjernim kretanjem duž kružne orbite. Pravo Sunce i srednje ekliptično Sunce se poklapaju kada Zemlja prolazi kroz perihel i afel svoje orbite.
Faza 2 prelazak na srednje ekvatorijalno Sunce, kretanje jednako
numerisan duž nebeskog ekvatora. Ovdje je isključeno neravnomjerno povećanje direktnog uzdizanja Sunca uzrokovano nagibom ekliptike. Pravo Sunce i srednje ekvatorijalno Sunce istovremeno prolaze prolećnu i jesenju ravnodnevnicu.
Kao rezultat ovih radnji, uvodi se novi sistem mjerenja vremena – srednje solarno vrijeme.
Srednje solarno vrijeme je označeno sa m. Parametri srednjeg solarnog vremenskog sistema su:
1) mehanizam - rotacija Zemlje oko svoje ose;
2) skala - prosječni dan - vremenski interval između dvije uzastopne niže kulminacije srednjeg ekvatorijalnog Sunca ekv;
3) početna tačka - srednje ekvatorijalno Sunce eq, nulta tačka - prosječna ponoć, odnosno trenutak donje kulminacije prosječnog ekvatorijalnog Sunca;
4) metoda brojanja. Mjera srednjeg vremena je geocentrični satni ugao srednjeg ekvatorijalnog Sunca t ekv plus 12 sati.
m = t eq + 12h .
Nemoguće je odrediti srednje sunčevo vrijeme direktno iz posmatranja, pošto je srednje ekvatorijalno Sunce fiktivna tačka na nebeskoj sferi. Srednje solarno vrijeme se izračunava iz pravog solarnog vremena, određenog iz posmatranja pravog Sunca. Razlika između pravog solarnog vremena m i srednjeg solarnog vremena m naziva se jednadžba vremena i označava se:
M - m = t - t rm.eq. .
Jednačina vremena je izražena sa dvije sinusoide sa godišnjim i polugodišnjim
praistorijski periodi:
1 + 2 -7,7m sin (l + 790 )+ 9,5m sin 2l,
gdje je l ekliptička dužina srednjeg ekliptičkog Sunca.
Graf je kriva sa dva maksimuma i dva minimuma, koja u kartezijanskom pravougaonom koordinatnom sistemu ima oblik prikazan na sl. 1.18.
Sl.1.18. Jednadžba vremenskog grafa
Vrijednosti jednačine vremena kreću se od +14m do –16m.
U Astronomskom godišnjaku za svaki datum je data vrijednost E, jednaka
E = + 12 h.
WITH Sa ovom vrijednošću, odnos između srednjeg sunčevog vremena i satnog ugla pravog Sunca određuje se izrazom
m = t -E.
1.2.4. Julijanski dani
Sa preciznom definicijom numerička vrijednost vremenski period između dva udaljena datuma, zgodno je koristiti neprekidno brojanje dana, što se u astronomiji naziva Julijanski dani.
Početak brojanja julijanskih dana je srednje podne po Griniču 1. januara 4713. godine p.n.e., od početka ovog perioda vrši se brojanje i numerisanje srednjih solarnih dana tako da svaki kalendarski datum odgovara određenom julijanskom danu, skraćeno kao JD. Dakle, epoha 1900, januar 0.12h UT odgovara julijanskom datumu JD 2415020.0, a epoha 2000, 1. januar, 12h UT - JD2451545.0.
Do sada smo detaljno govorili o raspodjeli i korištenju vremena – glavnoj temi našeg narativa, a sada prijeđimo direktno na astronomski sat. Sve donedavno, glavni čuvar vremena bila je sama rotirajuća Zemlja, a vrijeme se određivalo iz astronomskih posmatranja; satovi su korišćeni samo za „skladištenje“ vremena u relativno kratkim intervalima između posmatranja. Ovo poglavlje se fokusira na poboljšanja samog sata i posljedice tih poboljšanja, budući da su u posljednjih četrdeset godina satovi koje je napravio čovjek nadmašili u preciznosti čuvara vremena kao što je Zemlja.
Tokom prva dva veka postojanja Kraljevske opservatorije - zahvaljujući pronalasku Grahama i drugih majstora početkom XVIII V. novi regulator spuštanja i temperaturno kompenzirano klatno - preciznost satova klatna se donekle povećala, ali ovi izumi se ne mogu nazvati fundamentalnim. Godine 1676., Flamsteedov godišnji sat bio je precizan do 7 sekundi dnevno; 1870. godine Erie sat sa barometrijski kompenzovanim regulatorom (udubljenje br. 1906) imao je tačnost od oko 0,1 s dnevno (prilično visoka za to vreme). Ova i druga poboljšanja uređaja za pohranu vremena detaljnije su razmotrena u Dodatku III.
U poslednjoj deceniji 19. veka. Neke od vodećih svjetskih astronomskih opservatorija (Greenwich opservatorija nije jedna od njih) počele su koristiti satove dizajnera Sigmunda Riflera (1847-1912) iz Minhena, koji su u preciznosti nadmašili sve prethodne uzorke satova. Ali zaista radikalna promjena dogodila se 20-ih godina našeg stoljeća, kada se pojavio Shortov sat sa slobodnim klatnom - jedan od važna poboljšanja u poslu mjerenja vremena od pronalaska satova s klatnom prije dva vijeka. Ideju slobodnog klatna predložio je Rudd još 1899. godine, ali je provedena u praksi 1921-1924. William Hamilton Short, željeznički inženjer koji je radio sa F. Hope-Jonesom i kompanijom Synchronom. U konvencionalnom satu sa klatnom potrebno je održavati ujednačenost oscilacija njihajućeg klatna, od čega zavisi tačnost pohranjivanja vremena, i istovremeno računati te oscilacije. U satu sa slobodnim klatnom ova dva problema se rješavaju uz pomoć sekundarnog klatna, koje omogućava da se glavno klatno cijelo vrijeme potpuno slobodno njiše, osim onih djelića sekunde kada dobije impuls od sekundarnog sata. svakih pola minuta. Shortov sat je pokazivao tačnost od 10 s godišnje, dok najbolji uzorci njihovi prethodnici su imali tačnost od oko 1 s na 10 dana. Greenwich opservatorij nabavio je prvi kratki sat 1924. i koristio je kratki broj 3 kao standard za sideralno vrijeme. Zatim su kupljeni drugi Short satovi. U roku od nekoliko godina, slobodni sat sa klatnom zamijenio je sve ostale starije satove u opservatoriji, od kojih su neke, poput Grahamovog sata, astronomi koristili skoro dva stoljeća, a svi primjerci u upotrebi (osim nedavno nabavljenog kopija Riefler sata) je bio u upotrebi najmanje 55 godina.
Jedna od posljedica povećane tačnosti primarnih mjerača vremena bila je promjena same namjene Griniča. Od osnivanja Erie Timemeter Service-a 1852. godine, njegov rad se oslanjao na dva referentna sata: zvjezdani standard i srednji solarni standard. Prenošenje preciznih vremenskih signala putem radija omogućilo je upoređivanje satova raznih opservatorija širom svijeta sa vrlo visokom preciznošću nekoliko puta dnevno. Štaviše, sama opservatorija Greenwich imala je veliki broj visoko preciznih satova. Stoga je 1938. ukinut standard koji je usvojio Erie - jedan sat i postalo je moguće koristiti prosječnu vrijednost vremena izračunatu iz očitavanja nekoliko satova, a neki od ovih satova su držali zvezdano vrijeme, drugi - solarno vrijeme. U početku je u Engleskoj bilo šest takvih čuvara: pet u Greenwichu i jedan u Nacionalnoj fizikalnoj laboratoriji u Teddingtonu; godinu dana kasnije dodao im je još jedan ulaz Edinburgh; Sve su to bili kratki satovi sa slobodnim klatnom.
Kvarcni sat
Hajde sada da se zadržimo na modernom konceptu vremena, posebno razmotrimo razliku između pojmova: trenutak u vremenu („datum“ ili „epoha“) i vremenski interval. Svaku osobu koja žuri da uhvati voz ili avion prvenstveno zanima trenutak, a, recimo, sudiju bokserskog meča zanima vremenski interval. Postoji i treći koncept: učestalost fenomena koji se periodično ponavlja, ili broj ciklusa ove pojave u jedinici vremena; Savremeni naziv za jedinicu frekvencije, herc (Hz), identičan je nazivu stare jedinice, ciklusi u sekundi.
Stvaranje kvarcnih satova - koji su omogućili još bolje skladištenje vremena nego što su to omogućavali satovi sa slobodnim klatnom, koji su se pojavili nekoliko decenija prije kvarcnih satova - olakšano je interesovanjem televizijskih inženjera za razvoj pouzdanog standarda za frekvenciju elektromagnetnih valova. Kvarcni kristal je prvi put ušao u upotrebu s pojavom radio-difuzije ranih 1920-ih. i služio je kao izvor visoko stabilnih radio frekvencijskih oscilacija. Mogućnost korištenja kvarca u satovima prvi put su ukazali 1928. Horton i Marrison (SAD). 1939. prvi kvarcni sat postavljen je u Greenwichu; Preciznost ovih satova, koje su razvili Dye i Essen, bila je oko 2 ms (1 milisekunda = 10"3 s) dnevno. Rat je sprečio sprovođenje plana - postavljanje još nekoliko kvarcnih satova na opservatoriju; vremenska služba je premješten na sigurnije mjesto - u Gravimetrijsku opservatoriju u Abingeru. Stanica za servisiranje vremena u pripravnosti počela je sa radom u Kraljevskoj opservatoriji u Edinburgu 1941. Abinger u početku nije imao ispravne kvarcne satove, pa je primao dnevne signale vremena iz Nacionalne fizičke laboratorije, koji je imao par takvih satova koji su zajedno sa satovima sa slobodnim klatnom činili „srednji sat“.
Ratne potrebe, prvenstveno razvoj radarske tehnologije i preciznih sistema vazdušne navigacije, zahtijevale su od britanske vremenske službe da desetostruko poveća preciznost radio vremenskih signala. Stoga je 1942. godine postignut dogovor sa radio-odsekom poštanske uprave o svakodnevnom prenosu Abingeru vremenskih signala koje je kvarcni sat u vlasništvu menadžmenta. Ova inovacija je bila toliko uspješna da je 1943. omogućila da se Shortov sat ukloni iz grupe koja je formirala “srednji sat”. Kvarcni satovi, čije su greške utvrđene iz astronomskih opservacija u Abingeru i Edinburgu, postali su primarni standard na kojem se temeljila vremenska služba, dok je sat opservatorije korišten kao sekundarni standard za praćenje vremenskih signala. Godine 1944., međunarodni vremenski signali koji su se prenosili iz Ragbija, kao i signali BBC-ja u šest tačaka kasnije 1949. godine, praćeni su novim kvarcnim satovima u Abingeru. Vremenska služba u Edinburgu je prestala da postoji u januaru 1946. i ubrzo je šest njenih kvarcnih satova prebačeno u opservatoriju u Griniču; međutim, sjedište vremenske službe i dalje je ostalo u Abingeru, koji je imao dvanaest kvarcnih satova. Do tog vremena, tačnost takvih satova porasla je na 0,1 ms dnevno. U međuvremenu, astronomi su odjurili od smoga i ulične rasvjete Greenwicha, koji su ometali posmatranja, do čistog zraka Hurstmonceuxa, smještenog u Sussexu, gdje se vremenska služba preselila iz Abingera 1957. godine.
Neravnomjerna rotacija zemlje
Povećana preciznost u pohranjivanju vremena skrenula je pažnju na još jedan problem, koji je deseti kraljevski astronom, Harold Spencer Jones, 1950. godine sažeo na sljedeći način:
„Zemlja koja se rotira pruža nam osnovnu jedinicu vremena - dan. Prvi zahtjev za bilo koju fundamentalnu jedinicu je njena postojanost i ponovljivost; jedinica mora značiti istu stvar za sve ljude iu svakom trenutku. Uzimajući dan, ili tačnije, prosječni sunčev dan, kao osnovnu jedinicu iz koje kao derivate dobijamo sat, minut i sekundu, mora se bezrezervno pretpostaviti da je njegova dužina konstantna, drugim riječima, da je Zemlja je savršeni čuvar vremena.
Činjenicu da Zemlja nije savršen čuvar vremena zapazio je Immanuel Kant 1754. godine, ali da zamisli puna priča ovo pitanje, moramo se vratiti još šezdeset godina unazad. Godine 1695. Edmund Halley je, analizirajući pomračenja koja su se dogodila u antičko doba, došao do zaključka da se kretanje Mjeseca oko Zemlje ubrzava; to je kasnije potvrđeno direktnim mjerenjima. Godine 1787. Laplace je pokazao da se ovaj fenomen može objasniti sporim promjenama u obliku Zemljine orbite, ali je 1853. Adams primijetio da promjene u orbiti samo napola objašnjavaju prividnu veličinu mjesečevog ubrzanja. Nakon duge naučne debate, konačno je dokazano da Laplaceova teorija gravitacije ne može u potpunosti objasniti ubrzanje Mjeseca – to se može učiniti samo uz pretpostavku da Zemlja postepeno usporava u svojoj rotaciji, uglavnom zbog trenja uslijed plimskih efekata.
Danas znamo da postoje tri vrste promjena u brzini rotacije Zemlje, od kojih su prve dvije poznate iz proučavanja kretanja Mjeseca i planeta, a posljednja je kvalitativno otkrivena korištenjem slobodnih satova s klatnom. i kvantificirano s pojavom kvarcnih satova:
1) sekularne promjene - postepeno usporavanje uzrokovano djelovanjem lunarnih i solarnih plime, uslijed čega se dužina Zemljinog dana povećava za 1,5 ms po vijeku;
2) nepravilne (ili nepredvidive) promene, očigledno uzrokovane razlikama u brzinama rotacije tečnog jezgra i čvrstog omotača Zemlje, koje mogu dovesti do povećanja ili smanjenja dužine dana za 4 ms po deceniji;
3) sezonske varijacije, koje odražavaju sezonske promjene u svjetskim okeanima i vazdušnim masama Zemlje. Primjer za to je otapanje i smrzavanje polarnih ledenih kapa i kretanje zračnih masa iz velikih područja visoke atmosferski pritisak, koji zimi postoji u Sibiru, na teritoriji s visokog pritiska ljeti. Zemlja se sporije okreće u proljeće i rano ljeto, a brže u jesen. Kao rezultat toga, fluktuacije u dužini dana mogu doseći 1,2 ms.
Postoji još jedan fenomen koji, iako ne utiče na brzinu Zemljine rotacije, mora se uzeti u obzir prilikom preciznog pohranjivanja vremena. Ovo je kolebanje pola, ili kretanje Zemljinog tijela u odnosu na os rotacije (poput ležaja koji se ljulja u mehanizmu), što uzrokuje da Zemljini polovi lutaju u periodu od približno 14 mjeseci unutar kruga polumjera od oko 8 m. Efekat kolebanja pola mijenja geografsku širinu i dužinu bilo kojeg mjesta na Zemlji (što je potvrđeno astronomskim posmatranjima), a to, zbog promjena geografske dužine, dovodi do odgovarajućih promjena u vremenskoj skali u svakoj tački na zemljine površine.
Kao što je Spencer Jones istakao, prvi zahtjev za fundamentalnu jedinicu je da bude konstantna i ponovljiva. Stoga, do 1950-ih. drugi, zasnovan na rotaciji Zemlje, menjajući, iako neznatno, njeno trajanje, prestao je da zadovoljava zahteve koji su joj postavljeni. Postavilo se pitanje: šta dalje?
Vreme efemeride
U početku je odlučeno da se solarni dan napusti kao fundamentalna jedinica vremena i da se umjesto toga koristi godina, čije trajanje, iako nije konstantno, može se izračunati unaprijed, uzimajući u obzir njegovo smanjenje za otprilike pola sekunde u vijeku. To je dovelo do uvođenja u međunarodnu praksu 1952. za neke svrhe nova skala vrijeme - efemeridno vrijeme (ET), koje se počelo koristiti - kako mu samo ime govori - za sastavljanje raznih nacionalnih efemerida i godišnjaka. Kao što smo rekli u prethodnom poglavlju, kao rezultat odluke Washingtonske konferencije 1884. i posebnih preporuka Međunarodne astronomske unije usvojene 1928. godine, griničko vrijeme postalo je poznato kao Univerzalno vrijeme (UT). Stoga ćemo kasnije u ovom poglavlju, kada budemo govorili o srednjem solarnom vremenu Griničkog meridijana, radije koristiti naziv UT nego GMT. Sada UT, na osnovu rotacije Zemlje oko svoje ose, postavlja vremensku skalu neophodnu za nebesku navigaciju. No, kao što smo već primijetili, brzina Zemljine rotacije se mijenja, pa se 1956. godine, za posebne potrebe vremenskih službi, javila potreba za preciznijom definicijom UT:
UT0 je njegovo solarno početno meridijansko vrijeme, dobijeno direktno iz astronomskih posmatranja;
UT1 je UT0 korigovan za kretanje pola (ne više od 0,035 s). Skala UT1 se koristi za nebesku navigaciju;
UT2 je UT0 ispravljen za kretanje polova i za ekstrapolirane promjene u Zemljinoj stopi rotacije (također ne više od 0,035 s). UT2 je „izglađena“ vremenska skala koja postavlja što je moguće uniformnije vrijeme. Do 1972. godine ova skala je bila osnova vremenskih signala.
Pitanje ET skale i njenog odnosa prema UT je previše složeno da bi se ovdje raspravljalo. Dovoljno je reći da ET prilično odgovara UT, pošto je dužina efemeridnog dana određena dužinom prosječnog sunčevog dana u 19. vijeku. Godine 1956. stručnjaci su napustili korištenje srednjeg sunčevog dana kao međunarodne fundamentalne jedinice vremena u korist sekunde efemeride, definirane kao "1/31556925,9747 djelić tropske godine 0. januara 1900. u 12 sati po efemeridnom vremenu."
Međutim, prelazak na novi sistem nije riješio sve probleme. Zbog svoje nepromjenljivosti, efemerida sekunda je vrlo pogodna za teorijske proračune i koristi se u raznim efemeridama. Ali sekunda efemeride nije prikladna za svakodnevnu upotrebu iz dva razloga. Prvo, nije uvijek dostupan, jer se može odrediti sa potrebnom tačnošću tek sa velikim zakašnjenjem nakon obrade brojnih rezultata opservacije. Drugo, za one koje zanima tačan trenutak u vremenu, a ne vremenski interval - uključujući i širu javnost - potrebno je da vremenski signali što više odgovaraju rotaciji Zemlje, ciklusu dana i noć. Osim toga, iako je razlika između ET i UT tokom cijele godine bila vrlo mala, ona se tokom godina akumulira zbog sistematskog usporavanja Zemljine rotacije i može dostići vrlo značajnu vrijednost. Godine 1952, kada je ET prvi put korišten, akumulirana razlika između ove skale, zasnovane na stopi rotacije Zemlje u 19. vijeku, i UT, na osnovu podataka iz 1952. godine, iznosila je oko 30 s.
Upotreba ET-a u vremenskim signalima je donekle bila kompromisno rješenje, jer su fizičari i televizijski inženjeri zahtijevali da trajanje sekunde vremenskog signala bude konstantno, tj. „značilo bi isto za sve narode iu svako doba“, dok je za obične korisnike vremena, kao i za navigatore i geodete, bilo potrebno da se vremenski signal, recimo, označavanje podne, poklopi sa podnevnim položajem nebeskih tijela. . Do 1944. godine, vremenski signali koje je kontrolirao Greenwich bili su postavljeni, koliko god je to bilo moguće, rotacijom Zemlje, tako da je sekunda (izvedena iz vremenskih signala) mogla mijenjati svoje trajanje iz dana u dan, iako vrlo neznatno. Godine 1944. u Velikoj Britaniji pokušano je da se prenose drugi signali u, ako je moguće, jednakim vremenskim intervalima, čije je trajanje određeno prosječnom vrijednošću drugog intervala postavljenom najpreciznijim kvarcnim satovima, i ako potrebno (srijedom), da se ispravci “skoče” kako bi se uskladili sa univerzalnom skalom (astronomskim) vremenom. Istovremeno, u SAD-u nije prihvaćeno takvo kompromisno rješenje između prijenosa frekvencije i vremena; Vremenski signali koje je odašiljala radio stanica Annapolis i pratila Američka pomorska opservatorija održavani su u tačnom skladu s rotacijom Zemlje, a referentna frekvencija koju je kontrolirao Američki nacionalni biro za standarde i koju je prenosila njena radio stanica održavana je konstantnom. što je moguće.
Atomski sat
Atomski satovi su pomogli da se stane na kraj jednom od nedostataka efemeridnog vremena - njegovoj nepristupačnosti. Prvi operativni set sistema atomskog sata razvijen je u američkom Nacionalnom birou za standarde (Vašington) od strane Harolda Lyonsa i njegovih kolega 1948-1949. koristeći spektralnu apsorpcionu liniju amonijaka za stabilizaciju kvarcnog generatora. 12. avgusta 1948. atomski satovi su počeli da deluju kao standard frekvencije. Ubrzo nakon ovoga, još jedan je skrenuo pažnju hemijski element- cezijum. Prvi dizajn standarda za cezijum, povezan sa imenima Sherwooda, Zachariasa i posebno Ramseya, predložen je u SAD-u. Ali redovna upotreba standarda cezijumskog snopa koji su konstruisali Essen i Pari počela je u Nacionalnoj fizičkoj laboratoriji u Engleskoj. U junu 1955. godine, kada je donesena odluka da se sekunda efemeride koristi kao osnovna jedinica vremena, cezijumski standard je korišten za kalibraciju kvarcnih satova i kao standard frekvencije. Zatim, u narednih nekoliko godina, laboratorijski standardi za cezijum pojavili su se u Boulderu (Kolorado), Otavi i Neuchatelu.
Čak su i prvi atomski satovi imali stotine puta veću dugoročnu stabilnost od kvarcnih standarda. Osim toga, nisu bili podložni glatkoj promjeni brzine, koja se javlja u kvarcnim oscilatorima zbog „starenja“ kvarcnog kristala. Iz ovih razloga, atomski satovi su pružili vrlo stabilnu vremensku skalu vrlo visoke preciznosti (najmanje desetine puta veću od tačnosti drugih mjerača vremena), gotovo trenutno dostupna. Ali prošlo je mnogo godina prije nego što su ove pogodnosti ostvarene. Samo najnoviji primjeri standarda cezijumskih zraka imaju istu kratkoročnu stabilnost kao kvarcni satovi.
Svi satovi moraju biti podešeni tako da imaju istu brzinu, tj. “držao vrijeme” na isti način, a isto tako pokazao isto vrijeme. Novi atomski satovi nisu bili izuzetak, a prvi zadatak je bio da se kalibriraju prema radnim standardnim uzorcima, drugim riječima, atomska vremenska skala je morala biti dovedena u neku korespondenciju sa astronomskom vremenskom skalom. Za period 1955-1958. Atomski satovi Engleske i SAD kalibrirani su prema astronomskim vremenskim skalama Hurstmonceaua i Washingtona. Prva atomska vremenska skala, poznata kao GA (Greenwich atomic), prvobitno je bila zasnovana na standardu cezijuma Nacionalne fizičke laboratorije, u skladu sa vremenom efemeride.
Od 1959. godine, vremenska skala američke mornaričke opservatorije AJ postala je široko rasprostranjena širom svijeta. Njegova početna epoha (datum) postavljena je tako da atomsko vrijeme i UT2 budu isti u ponoć 1. januara 1958. Atomska sekunda je određena na osnovu rezonancije u atomu cezijuma. Godine 1964. atomska sekunda je međunarodno priznata kao sredstvo za implementaciju sekunde efemeride. Godine 1967., na 13. svjetskoj konferenciji utega i mjera u Parizu, astronomska definicija sekunde je napuštena i atomska sekunda je usvojena kao temeljna jedinica vremena u Međunarodnom sistemu jedinica SI:
Jedinica vremena u Međunarodnom sistemu jedinica treba da bude sekunda, definisana na sledeći način: sekunda je trajanje 9192631770 perioda zračenja koji odgovaraju prelazu između dva hiperfina podnivoa osnovnog stanja atoma cezijuma - 133.
Zbog činjenice da su se atomski satovi počeli koristiti u mnogim zemljama širom svijeta, a njihove vremenske skale korištenjem radio signala i drugih metoda mogle su se uporediti s preciznošću od 1 μs (mikrosekunda = 10-6 s) i više, postalo je moguće kreirati međunarodne „prosečne satove“ visoke tačnosti, zasnovane na velikom broju nezavisnih očitavanja svih atomskih satova, koji rade sa izuzetnom uniformnošću. Divergencija u toku ovih satova nije prelazila nekoliko mikrosekundi godišnje, dok su vremenske skale koje su postavili odstupale od skale zasnovane na rotaciji Zemlje za više od sekunde godišnje.
Međunarodni biro za vrijeme, koji koordinira pohranjivanje vremena na međunarodnoj razini od 1919. godine, formirao je, slijedeći Sjedinjene Države, vlastitu atomsku vremensku skalu A3, zasnovanu na tri nezavisna standarda Engleske, Švicarske i SAD-a s početnim epohe 1. januara 1958. A3 skala je zvanično usvojena 1971. godine i nazvana je TAI međunarodna atomska vremenska skala. Ali čak 21 godinu kasnije, do 1. januara 1979., postojale su dve skale podjednako: TAI (zasnovano na brzini Zemljine rotacije u 19. veku) i ITG (na osnovu Zemljine rotacije za period 1958-1979), ispred TAI od otprilike 17s.
Koordinacija vremenskih signala
Vratimo se sada na vremenske signale. Godine 1958., engleska vremenska služba uvela je novu skalu, kasnije nazvanu skala koordiniranog univerzalnog vremena (UTC), čiji se vremenski signali ne bi trebali razlikovati za više od 0,1 s od UT2. Ovo je postignuto malom promjenom (“pomakom”) u frekvenciji atomskih satova koji generiraju vremenske signale, što je uzrokovalo da se atomsko vrijeme približi UT2 (koji je morao biti smanjen 1960-ih). Pretpostavljalo se da je veličina pomaka za cijelu kalendarsku godinu, ali zbog mogućnosti predviđanja promjena u brzini rotacije Zemlje, postupne korekcije su vršene svakog mjeseca kako bi se UTC održao unutar 0,1 s od UT2. Potpuna usklađenost između vremenskih službi Engleske i Sjedinjenih Država postignuta je 1961. godine: sinkronizirani su vremenski signali i vršene su godišnje smjene i mjesečne korekcije skokova. Godine 1963. ovaj sistem Engleske i SAD se proširio po cijelom svijetu i uzet je pod kontrolu BIE u Parizu; Tada je dobio naziv UTC.
Međutim, ekspanzija i složenost satelitskih i drugih vrsta elektronskih komunikacionih sistema, kao i navigacionih sistema, dovela je do velikih novih praktičnih poteškoća. Rad ovih sistema zavisi od stepena sinhronizacije i samih radio signala i frekvencija. Korekcija skokova i podešavanje frekvencije doveli su do mnogih neugodnosti. U tom kontekstu, činjenica da sekunda radio-vremenskih signala ne odgovara zakonskoj sekundi doživljavala se više kao neestetski detalj nego kao prava prepreka.
Skok drugi
Nakon opsežne rasprave na svim nivoima, državnim i međunarodnim, uveden je referentni sistem vremenskih signala značajne promjene. Od 1. januara 1972. vremenski signali su počeli da odgovaraju tačno atomskim sekundama; vremensko odbrojavanje na novoj UTC skali je postavljeno sa pomakom od 10 minuta u odnosu na TAI skalu. Ovaj sistem preciznog prenosa vremena je i danas na snazi.
Postignut je dogovor da odstupanje novog sistema ne prelazi 0,7 s (kasnije je ova tolerancija povećana na 0,9 s) od vremenske skale UT1 koja se koristi u navigaciji i astronomiji. Ovo se postiže podešavanjem sata poslednjeg dana kalendarskog meseca, po mogućnosti 31. decembra ili 30. juna, pomeranjem sata unapred ili unazad za tačno 1 sekundu, što se naziva „prestupna sekunda“. Ovo je slično zahvatu koji se izvodi svake četiri godine, do februara prijestupna godina dodaje se jedan dodatni dan jer godina ne sadrži cijeli broj dana; na isti način se jedna sekunda dodaje ili oduzima, budući da solarni dan ne sadrži cijeli broj atomskih sekundi.
Dakle, međunarodni vremenski i frekvencijski signali koje emituju, na primjer, određene stanice u Engleskoj i Sjedinjenim Državama, tačno odgovaraju atomskoj vremenskoj skali bez prekida ili bilo kakvih promjena tokom cijele godine. U istom trenutku kada se doda prestupna sekunda (može biti pozitivna ili negativna), mijenja se samo numeracija drugih oznaka. Stoga, da bi se, na primjer, izvršila korekcija 31. decembra dodavanjem “pozitivne” sekunde, neophodne jer je UTC previše odstupio od UT1, zadnja “minuta” u godini se povećava na 61 s. Da bi se izvršila korekcija sa "negativnom" sekundom, posljednja "minuta" se smanjuje na 59 s. Za one kojima je potrebno preciznije poznavanje UT1 (na primjer, navigatori i astronomi), na glavne signale vremena i frekvencije se postavlja poseban kod koji označava broj desetinki sekunde za koji je UTC odstupio od UT1 određenog dana. .
Referentni vremenski signali koje koordinira BIE u Parizu baziraju se na svjetskom "prosječnom satu", čije se izračunate vrijednosti dobijaju usrednjavanjem informacija iz gotovo osamdeset atomskih satova koji pripadaju dvadeset četiri zemlje širom svijeta. Za sada u ovoj operaciji mogu učestvovati samo one zemlje koje su u okviru radio-navigacionog sistema Loran-S, ali će u budućnosti satelitski navigacioni sistemi omogućiti međusobno poređenje očitanja više sati. Trenutak kada treba izvršiti UTC korekciju, tj. uvedena je dodatna sekunda, postavlja BIE. 1972. godine, UTC-ovo odstupanje od TAI-a bilo je tačno 10 s. Do 1. januara 1979. dodano je još 8 prestupnih sekundi, pa se UTC odstupanje od TAI povećalo na 18c.
S početkom vremenskih prijenosa 1972. godine, nova UTC skala povezana s atomskom vremenskom skalom TAI zamijenila je staru UTC zasnovanu na srednjoj solarnoj vremenskoj skali UT2 (koju mnogi nespecijalisti i dalje nazivaju GMT), pojavile su se nove kontroverze u vezi s terminologijom vremenskih skala. Naravno, nova vremenska skala je i dalje bila zasnovana na Griničkom meridijanu, ali se više nije mogla nazvati srednjom solarnom vremenskom skalom zasnovanom na Griničkom meridijanu (tj. GMT), iako nikada nije odstupala više od 0,9 s od potonjeg. Zapravo, trenutno se čak ni griniški meridijan više ne poklapa baš s onim koji je prošao kroz „centar instrumenta za prolaz opservatorije u Greenwichu“. I iako ovaj instrument još uvijek postoji, zapažanja se ne vrše s njim; Danas primarni meridijan geografske dužine i vremena nije precizno fiksiran ni na koji materijalni način, već se njegov položaj određuje statistički na osnovu zapažanja svih stanica koje određuju vrijeme koje BIE uzima u obzir prilikom koordinacije referentnih vremenskih signala. Ali ipak, stari meridijan, prikazan mesinganom trakom u dvorištu stare opservatorije, nalazi se ne više od nekoliko metara od zamišljene linije koja definiše početni meridijan zemaljske kugle.
78. Standard frekvencije cezijumskog snopa u Hurstmonceuxu, 1974. Proizvođač Hewlett-Packard, tip 5060 A. (Greenwich opservatorij.)
Iako se termin GMT više ne koristi u astronomiji, on se i dalje koristi u navigaciji, u mnoge civilne svrhe i kao naziv za vrijeme porodilja u mnogim zemljama širom svijeta. Ali čak su i ove zemlje, a posebno Francuska, nedavno počele da se opiru upotrebi GMT. 1975. godine, 15. Svjetska konferencija za utege i mjere preporučila je korištenje vremenskih signala nove UTC skale, a u budućnosti i usvajanje ove skale kao osnove vremena porodilja, zamjenjujući njome GMT, budući da su promjene UTC izvršene u 1972. učinila je GMT skalu nedefiniranom. Francuska i Španija su već poduzele odgovarajuće zakonodavne mjere; U vreme pisanja ove knjige, Holandija, Švajcarska i Nemačka su se spremale za to. Dana 9. avgusta 1978. godine, u Francuskoj je ukinut zakon iz 1911. (koji je stajao da je porodiljsko vrijeme u Francuskoj parisko srednje vrijeme odloženo za 9 minuta i 21 sekundu) i odobreno je vrijeme u cijeloj zemlji, koje će biti određeno u budućnosti. dodavanjem ili oduzimanjem određenog broja sati od UTC-a koji se može povećati ili smanjiti u određenim periodima godine uvođenjem ljetnog računanja vremena; Predloženo je da se ubuduće ne koristi GMT.
Pošto je 1978. dodala jednu preskočnu sekundu, činilo se da je 1978. bila duža od prethodne godine. Ovo, naravno, nije tačno. Poznato je da se dužina godine smanjuje za samo pola sekunde u veku. Zapravo, dan je postao duži - univerzalni dan (sat, minut i sekunda). Dakle, dan 1978. godine od 365 dana postao je duži za jednu sekundu od dana 365-dnevne godine 19. veka, uzet kao osnova za vremenske signale. Jedna preskočna sekunda dodata je 1978. kako bi se osiguralo da, barem za prvu polovinu 1979., podnevni signal ne bude udaljen više od 0,9 s od pravog podneva, što je određeno poravnanjem zvijezda.
79. Dijagram cezijevske cijevi "Chronorama" (Ebosche, Švicarska)
Nemoguće je unaprijed predvidjeti kako će se mijenjati brzina Zemljine rotacije u narednim decenijama. Zemlja sada usporava svoju rotaciju mnogo brže nego u protekla tri stoljeća. Ali sasvim je moguće da će se ovaj trend promijeniti u, recimo, 1990-ih. morat ćete otkazati uvođenje prijestupne sekunde (pozitivne) ili čak uvesti negativnu prijestupnu sekundu. Međutim, u budućnosti - možda u narednim desetinama, stotinama ili hiljadama godina - pozitivna prestupna sekunda će morati biti uvedena dva ili čak tri puta godišnje ako nastavimo bazirati našu vremensku skalu na prosječnoj dužini jednog dana. u 19. veku. Što se tiče dalje budućnosti, efekat usporavanja Zemljine rotacije - za nekoliko miliona godina biće samo 365 dana u godini, a ne 365 1/4, kao sada - dovešće do eliminacije dodatnih prijestupne dane (ali ne prijestupne sekunde).