Уравнением времени объясняются два странных явления суточного движения. Возьмём пример из календаря на 1946 год: 7 ноября восход Солнца в Москве показан в 7 часов 18 минут, заход — в 16 часов 9 минут. Значит, от восхода до полудня (то-есть до 12 часов) проходит 4 часа 42 минуты, а от полудня до захода — только 4 часа 9 минут. Как это может быть? Дело в том, что восходит и заходит истинное Солнце, а через меридиан в 12 часов проходит среднее солнце; истинное же Солнце проходит через меридиан в 11 часов 44 минуты. Это будет момент истинного полдня; он и приходится точно посредине дня (если учитывать ещё секунды).
Разберём ещё вопрос: с какого числа день зимой начинает прибывать? Самый короткий день бывает 22 декабря; казалось бы, что с этого числа день и должен начать прибывать; при этом утренняя и вечерняя прибыль должна быть одинакова, то-есть восход Солнца с каждым днём будет наступать всё раньше, а заход на столько же позже. Но в действительности, как это знают многие, «день начинает прибывать с вечера». В Астрономическом календаре на 1946 год для Москвы самый ранний заход показан с 12 по 18 декабря: в течение этой недели Солнце заходит всё в один и тот же час — в 15 часов 25 минут; 19 декабря оно заходит уже в 15 часов 26 минут, 22 — в 15 часов 27 минут и т. д. Таким образом, прибыль дня с вечера начинается за три дня до солнцестояния, когда самый короткий день ещё не наступил. Но эта прибыль только кажущаяся; с утра день всё это время ещё убывает: 19 декабря восход Солнца показан в 8 часов 28 минут, а 21 — в 8 часов 30 минут; словом, на сколько день прибывает с вечера, на столько же он убывает с утра. Если пренебречь секундами, то в течение недели с 18 по 24 декабря дни по календарю имеют одну и ту же длину (всего 6 часов 57 минут), и только 25 декабря прибыль доходит до целой минуты: в этот день восход показан в 8 часов 31 минуту, а заход в 15 часов 29 минут. Но уравнение времени в течение этой недели изменяемся на три минуты: 18 декабря истинный полдень наступает по календарю в 11 часов 56 1/2 минут, а 24 декабря в 11 часов 59 1/2 минут. Это передвижение полдня и сказывается на моментах восхода и захода Солнца. Без него эти моменты в течение недели приходились бы почти в точности на одни и те же часы.
Среднее солнечное время называется ещё гражданским временем, то-есть временем, по которому живёт население. Но теперь с этим временем имеют дело только астрономы, а в гражданской жизни оно не употребляется с 1919 года. Тем не менее, его надо знать, чтобы было понятно то время, по которому мы живём теперь. Время это называется поясным временем. К описанию его мы и переходим.
5. ВРЕМЯ МЕСТНОЕ И ВРЕМЯ ПОЯСНОЕ
Нa разных меридианах Земли в один и тот же момент часы показывают разное время. Когда в Ленинграде полдень, то полдень будет и на всём ленинградском географическом меридиане, то-есть во всех местах, лежащих от Ленинграда прямо на север и прямо на юг (например, в Киеве). На меридианах же, лежащих восточнее, полдень уже был: ведь Земля вращается с запада на восток, и эти меридианы таким образом раньше прошли под Солнцем. Так как Земля делает полный оборот на 360 градусов в 24 часа, то в 1 час она поворачивается на 15 градусов. Следовательно, меридиан, лежащий к востоку от ленинградского на 15 градусов, прошёл прямо под Солнцем ровно на час раньше; час тому назад там был полдень (12 часов), а теперь, очевидно, уже час дня (13 часов).
На меридиане, удалённом от ленинградского на 30 градусов к востоку, теперь 2 часа дня (или 14 часов) и т. д.; на каждый градус долготы будет 4 минуты разницы. По этому правилу легко подсчитать, что, например, во Владивостоке, который лежит восточнее Ленинграда на 101 1/2 градусов, часы впереди ленинградских на 6 часов 46 минут, и зимой там день уже клонится к концу, когда в Ленинграде Солнце ещё только восходит.
К западу от ленинградского меридиана будет обратное; так, в Лондоне время позади ленинградского на 2 часа 1 минуту, в Нью-Йорке — почти на 7 часов, а в Сан-Франциско — на 10 часов слишком.
Вот это обстоятельство, что в каждом месте существует своё особое, «местное» время, оказалось чрезвычайно неудобным в век железных дорог и телеграфа. Поэтому разные страны постепенно стали вводить на всей своей территории единое время, обычно время столицы или же время на меридиане своей главной обсерватории. Так, по всей Англии ещё с середины прошлого века был введён счёт времени по меридиану Гринвича (обсерватория близ Лондона); во Франции было введено парижское время, которое на 9 минут 21 секунду впереди гринвичского, в Италии — римское (на 50 минут впереди). В этих сравнительно небольших странах разница между столичным и местным временем невелика, и поэтому часы в каждом городе пришлось переставить при проведении реформы на немного минут. Таким образом был уничтожен различный счёт времени внутри одной страны, но разница между временами разных государств осталась, и при растущем оживлении международных сношений она стала чувствоваться всё сильнее. Кроме того, такое введение единого времени для целого государства неудобно для стран, имеющих большое протяжение с востока на запад, как наш Союз ССР и США. Несмотря на это, в России ещё до революции было введено единое время, именно петербургское (точнее говоря, время Пулковской обсерватории), но только для железных дорог. Оно было на 28 минут 58 секунд позади московского (то-есть времени Московской университетской обсерватории). Для общественной жизни всей страны это время неудобно, так как его разница с местным временем на Дальнем Востоке доходит до 10 часов.
Удачное решение задачи счёта времени было найдено в той стране, в которой говорится, что «время — деньги», — в Северной Америке. С 1884 года там было введено так называемое поясное время, предложенное железнодорожным инженером Флемингом. Мало-помалу это время было введено в Западной Европе, а с 1 июля 1919 года и в СССР.
Поясное время состоит в следующем. Весь земной шар разделён на 24 часовых пояса 24 меридианами, отстоящими один от другого на 15 градусов по долготе. Наибольшую ширину все часовые пояса имеют на экваторе; к северу и к югу они постепенно суживаются, а в полюсах все сходятся. Пояса перенумерованы с запада на восток так: нулевой пояс, затем первый, второй и т д. до 23-го включительно. Серединой начального нулевого пояса является меридиан Гринвичской обсерватории. Все часы внутри этого пояса поставлены по гринвичскому времени; это и есть поясное время нулевого пояса. Так как расстояние даже крайних точек пояса от его среднего меридиана не превышает 7 1/2 градусов, то разность между местным временем и поясным нигде внутри пояса не превосходит получаса. Поэтому при введении поясного времени пришлось переставить часы самое большее на 30 минут вперёд (на западном краю пояса) или же на 30 минут назад (на восточном краю).
Внутри следующего пояса № 1, лежащего к востоку от предыдущего, все часы опять поставлены по времени среднего меридиана этого пояса, то-есть ровно на час вперёд против гринвичского времени; понятно, что разница между поясным и любым местным временем внутри первого пояса попрежнему не превосходит получаса. Дальше идёт пояс № 2 — на 2 часа впереди гринвичского времени, затем № 3 и т. д. Номер пояса сразу показывает, на сколько часов время в этом поясе впереди гринвичского времени. Таким образом при переезде из одного пояса в другой приходится переводить часы всегда на целое число часов. Минуты и секунды во всех поясах одни и те же, такие же, как на часах Гринвичской обсерватории; поэтому гринвичское время теперь называют мировым временем.
При осуществлении этого плана границы поясов были проведены по математическим меридианам только в океанах и пустынях. В населённых областях это невозможно. Например, Москва лежит как раз на границе между вторым и третьим поясами, так что в ней пришлось бы ввести два времени: одно в западной окраине города, другое, на час впереди, — в центральных и восточных районах. Поэтому границы между поясами были проведены большею частью по границам государств и областей, или по естественным границам, например, по рекам. Таким образом разница между поясным временем и местным в некоторых местах бывает несколько больше получаса.
В нулевой пояс входят самые западные страны Европы (Англия, Франция и другие); во всех этих странах принято гринвичское время. В первом поясе (Германия, Италия) часы поставлены на час впереди гринвичских. Второй пояс, охватывающий балканские государства и Польшу, есть в то же время начальный часовой пояс для СССР. Почти посредине этого пояса проходит меридиан Пулковской обсерватории. Долгота Пулкова от Гринвича (то-есть разница между местными временами этих двух обсерваторий) составляет 2 часа 1 минуту 19 секунд; следовательно, так называемое петербургское время, по которому составлялось железнодорожное расписание, только на 1 минуту 19 секунд впереди времени второго пояса. Это обстоятельство очень облегчило введение поясного времени у нас.
