Значит, если мы захотим взять за основу суток оборот в 360°, то нам придется вместо направления на Солнце выбрать направление на какой-либо отдаленный предмет, например на неподвижную звезду или на точку весеннего равноденствия, в этом случае мы приходим к системе так называемых звездных времен, обозначаемых ST (Sidereal Time). Поскольку солнечный день соответствует 361° поворота, то в году, длящемся 365 дней, оказывается 366 полных оборотов по 360°, то есть 366 звездных суток.
Точное соотношение между солнечными и звездными сутками выглядит следующим образом:
1 звездные сутки = 23 ч. 56 мин. 04 сек. солнечного времени;
1 солнечные сутки = 24 ч. 03 мин. 56 сек. звездного времени.
Представим себе, что у нас есть звездные часы, и пусть однажды в полдень (когда Солнце кульминирует) они показывают, как и обычные часы, 12 часов 00 минут. Что будет в полдень следующего дня? Наши обычные часы соответственно покажут 12 часов 00 минут, а звездные часы – на 3 минуты 56 секунд больше, то есть 12 часов 3 минуты 56 секунд. И так изо дня в день они будут уходить вперед на 3 минуты 56 секунд, пока через год опять не совпадут с показаниями солнечных часов.
Рис. 20. Продолжительность истинных солнечных и звездных суток
Эту разницу между солнечным и звездным временем мы будем обозначать STo. Она дается в таблицах эфемерид и принимает нулевое значение 22 сентября, когда Солнце совпадает с 0° Весов (то есть точкой осеннего равноденствия). В этот день ночью точка 0° Овна проходит верхнюю кульминацию. И в этот момент звездное и солнечное время совпадают.
STo принимает значение 0 часов 22 сентября, а 22 марта оно будет равно 12 часам. Это, собственно говоря, звездное время в полночь солнечного времени. Приблизительный расчет этой величины прост – для каждого прошедшего месяца добавляется 2 часа, для одного дня – 3 минуты 56 секунд. Но из таблиц эфемерид видно, что в один год в одно и то же время STo имеет одно значение, в другой год – другое, уменьшаясь примерно на 1 минуту три года подряд, а затем на четвертый год увеличивается чуть больше, чем на 3 минуты (в високосный год). Это связано с несоизмеримостью истинного года и суток, в год не укладывается целое число суток. Поэтому для точного определения STo существует формула:
STo = 6 ч. 38 мин. 45,836 сек. + 236,5556 сек. × D,
где D = GT (Greenwich Time) – время по Гринвичу в сутках от интересующего нас момента до фундаментальной эпохи 1900 года 0 января 12 часов (по нашим календарям это 1 января). По этой формуле можно подсчитать STо, если под рукой нет таблиц эфемерид.
Вернемся к солнечному времени. Оказывается, что время, принятое у нас, не дает точного соответствия между двумя последовательными кульминациями Солнца. Дело в том, что этот период, хотя и не сильно, но все же меняется в течение года, что, конечно, не может устроить людей, ибо механические часы не могут менять своей скорости в зависимости от времени года. Поэтому вместо истинного солнечного времени, в котором сутки имеют разную продолжительность, мы принимаем так называемое среднее солнечное время, в котором сутки имеют постоянную длину, равную среднему периоду между двумя последовательными кульминациями Солнца.
Всякий, кто имел дело с солнечными часами, знает, что к ним необходима таблица поправок, дающих разницу между истинным временем (которое показывают солнечные часы) и средним солнечным, которое принято у нас.
Разница может быть довольно значительной. Так, в середине февраля она составляет 14 минут, а 3 ноября даже 16 минут. Причины колебаний истинного солнечного времени следующие.
1. Отсчет времени идет по небесному экватору, а Солнце движется по эклиптике, наклоненной к экватору под углом 23° 27′.
2. Земля в различные моменты времени имеет различную скорость движения по орбите из-за ее (орбиты) эллиптичности, а также различную угловую скорость суточного вращения вокруг своей оси.
3. Множество других факторов.
Это несоответствие времен и сложные законы, управляющие ими, могут восхитить любого математика, но, конечно, не астролога. К счастью, все используемые астрологами таблицы уже имеют необходимые поправки.
Следует заметить, что, говоря о звездном времени, мы также имеем в виду среднее звездное время. Здесь уже не влияет движение Земли по орбите, а только неравномерность вращения Земли вокруг своей оси (точнее, неравномерность движения системы Земля – Луна).
Теперь, если вы думаете, что среднее солнечное время есть то время, которое показывают наши часы, то это глубокое заблуждение. Если бы это было так, то, сдвинувшись немного на запад или восток, мы получили бы уже другое время, и возникла бы довольно большая неразбериха.
Надо сказать, что до середины позапрошлого столетия как раз и была такая ситуация. Везде было свое местное солнечное время. Проблема стала серьезной в связи с необходимостью согласования движения поездов.
В 1883 году была предпринята первая попытка стандартизации времени, а именно: было выдвинуто предложение о введении так называемых часовых поясов. Поскольку в сутках 24 часа, было решено разделить Землю на 24 часовых пояса, в пределах которых сохраняется единое время, равное среднему солнечному времени посередине пояса.
Местное же время (LT – Local Time) для каждого места разное. Оно зависит от долготы и едино для данного меридиана. Местное время исчисляется из условия, что в 12 часов дня любых суток (это местное солнечное время) Солнце проходит верхнюю кульминацию.
Поясное время определяется как местное среднее солнечное время для меридиана посередине пояса. Так как долгота двадцати четырех одинаковых поясов изменяется от 0 до 360°, то ширина каждого пояса составит 15° по долготе.
За нулевой принят пояс, срединный меридиан которого проходит через местечко Гринвич близ Лондона. Там находится астрономическая обсерватория. Этот меридиан назван Гринвичским, и отсчет идет от него.
Большинство всевозможных таблиц составлены согласно гринвичскому времени. К востоку от Гринвича поясное время больше, а к западу меньше на целое число часов в соответствии с номером часового пояса. Однако и здесь часто возникает путаница, так как часовые пояса проходят чаще всего не по меридианам, а по границам государств или административных делений внутри государств. Так, Испания, находясь западнее Гринвича, использует так называемое центральноевропейское время, которое на 1 час больше, чем для Гринвича. Во многих странах вводится еще так называемое летнее время с целью наиболее рационального использования светлого времени суток. В Англии, в частности, оно вводится ежегодно с 1916 года, в СССР с 1979 года. Также в СССР с этой же целью было введено декретное время с 16 июля 1931 года. 31 марта 1991 года декретное время в России было отменено из политических соображений, но здравый смысл возобладал, и после настойчивых просьб производственников, которые сетовали на возросшее потребление энергии, 19 января 1992 года декретное время было восстановлено. Летнее время с 1979 по 1984 год вводилось 1 апреля и отменялось ровно через полгода 1 октября. С 1985 года для удобства перехода, чтобы никто не забыл перейти на новое время, переход на летнее время и обратно стали осуществлять в последнее воскресенье марта и сентября в 2 часа ночи. С 1999 года переход на зимнее время производится в последнее воскресенье октября в 2 часа ночи, как это делается в странах Европы. С осени 2011 года стрелки на часах было решено не переводить ни весной, ни летом.
В последние годы произошло много изменений часовых поясов внутри не только бывших республик Советского Союза, но и самой России (вместо 12 часовых поясов в России теперь их 9), так что можно запутаться. Но если мы умеем уточнять время рождения, неточность от неправильно выбранного пояса в значительной мере устраняется. Таким образом, когда нам сообщают время рождения, часто бывает трудно определить, чему оно соответствует, особенно если человек родился в другой стране, и мы не знаем, как изменялось время там.
Итак, истинные солнечные сутки – это промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями Солнца.
Средние солнечные сутки – это средняя продолжительность солнечных суток за год.
Истинные звездные сутки – это время между двумя последовательными верхними кульминациями неподвижной звезды.
Средние звездные сутки – средняя продолжительность звездных суток за год.
Следует заметить, что наше звездное время – это не совсем звездное время, потому что сутки фактически измеряются не двумя последовательными кульминациями неподвижных звезд, а верхней кульминацией точки весеннего равноденствия. А точка весеннего равноденствия хоть и медленно, но все-таки движется в сторону, противоположную движению Солнца, за 72 года она перемещается назад среди неподвижных звезд на 1°, что в суточном движении длится 4 минуты 56 секунд звездного времени. Следовательно, наши звездные сутки (точнее, тропические сутки по аналогии с тропическим годом) на 0,01 секунду меньше настоящих звездных суток: 236 сек. / 72 × 365,2422 = 0,01 сек.
