KV Kuimov, GAȘI, Moscova
Toți oamenii interesați de astronomie știu că cuvântul "zi" are multe înțelesuri diferite. De exemplu, o zi de stele, o zi însorită. Dar, recent, au apărut multe concepte noi, pentru care se folosește același cuvânt. În această lucrare se dau definiții mai precise.
1. Zi ca unitate de timp
Mai întâi de toate, să ne amintim că unitatea de timp în astronomie, ca și în alte științe, este a doua a sistemului internațional de unități SI - al doilea atomic. Să dăm o definiție a celui de-al doilea, așa cum a fost dat de cea de-a 13-a Conferință Generală a Masurilor și Greutăților din 1967:
în al doilea rând - este durata perioadelor de 9192631770 atomii de cesiu 133 de radiații emise de aceștia în timpul tranziției între cele două niveluri hiperfine ale stării la sol (vezi pagina Biroul Internațional de Măsuri și Greutăți, există unele rafinament.).
Dacă cuvântul "zi" este folosit pentru a se referi la o unitate de timp, trebuie înțeleasă ca 86.400 de secunde atomice. În astronomie se folosesc și unități mai mari de timp: anul Iulian este exact 365,25 de zile, secolul iulian este exact 36525 de zile. Uniunea Astronomică Internațională (organizația publică a astronomilor) în 1976 a recomandat astronomilor să folosească exact astfel de unități de timp. Timpul de bază, Timpul Atomic Internațional (Time Atomic International, TAI), se bazează pe mărturia a numeroase ceasuri atomice din diferite țări. Prin urmare, din punct de vedere formal, baza pentru măsurarea timpului sa îndepărtat de astronomie. Unitățile vechi "media secundară secundară", "cea de-a doua stea" nu ar trebui utilizate.
2. Zi ca o perioadă de rotație a Pământului în jurul axei
Pentru a defini această utilizare a cuvântului "zi" este oarecum mai complicată. Există multe motive pentru acest lucru.
În primul rând, axa rotației Pământului sau, din punct de vedere științific, vectorul vitezei sale unghiulare, nu păstrează o direcție constantă în spațiu. Acest fenomen se numește precesie și nutreț. În al doilea rând, Pământul însăși nu păstrează o orientare constantă în raport cu vectorul vitezei sale unghiulare. Acest fenomen este numit mișcarea polilor. Prin urmare, vectorul de rază (un segment de la centrul Pământului până la un punct de pe suprafață) al observatorului de pe suprafața Pământului nu se va întoarce după o întoarcere (și în general niciodată) în direcția anterioară. În al treilea rând, viteza de rotație a Pământului, adică valoarea absolută a vectorului vitezei unghiulare, de asemenea, nu rămâne constantă. Deci, strict vorbind, nu există o perioadă definită de rotație a Pământului. Dar cu o anumită precizie, câteva milisecunde, putem vorbi despre perioada de rotație a Pământului în jurul axei.
În plus, este necesar să se indice direcția în raport cu care vom număra revoluțiile pământului. În prezent există trei astfel de direcții în astronomie. Această direcție se îndreaptă spre punctul de echinocțiu al primăverii, pe Soare și pe efemerida celesteală.
Perioada de rotație a Pământului în raport cu punctul echinocțiului de primăvară se numește ziua stelei. Este egal cu 23h 56m 04.0905308s. Rețineți că o zi de stele este o perioadă relativă la punctul primăverii, nu la stele.
Punctul echinocțiului de iarnă face o mișcare complexă pe sfera cerească, prin urmare acest număr trebuie să fie înțeles ca valoare medie. În schimb, Uniunea Astronomică Internațională a propus utilizarea "efemeridele celeste". Nu vom da definiția sa (este destul de dificilă). Este aleasă astfel încât perioada de rotație a Pământului relativ la aceasta să fie apropiată de perioada relativă față de cadrul inerțial de referință, adică relativ la stele sau mai precis, obiecte extragalactice. Unghiul de rotație al Pământului față de această direcție se numește unghiul stea. El este 23h 56m 04.0989036s, puțin mai mult decât în ziua siderala la valoarea cu care punctul de primăvară este mutat în cer datorită precesiei zilei.
În cele din urmă, ia în considerare rotația Pământului față de Soare. Acesta este cazul cel mai complicat, pentru că soarele se mișcă pe cer nu sunt pe ecuator și ecliptică și, în plus, este inegală. Dar aceste zile însorite sunt, evident, cele mai importante pentru oameni. Din punct de vedere istoric, al doilea atom a fost adaptat la perioada de rotație a Pământului în raport cu Soarele, iar medierea a fost făcută în jurul secolului al XIX-lea. Această perioadă este egală cu 86400 de unități de timp, numite secvențe medii solare. Fit a avut loc în două etape: a fost introdus pentru prima „timp efemeridele“ și „efemeridele a doua“, iar apoi a doua atomic a fost stabilit al doilea egal efemeridelor. Astfel, al doilea atomic încă "vine de la Soare", dar ceasul atomic este de un milion de ori mai precis decât "ceasul pământului".
Este posibil ca baza de măsurare a timpului să fie returnată astronomiei și ar trebui făcută? O astfel de oportunitate există. Acestea sunt pulsari, perioadele de rotație ale cărora sunt păstrate cu mare precizie. În plus, știu foarte mult. Este posibil ca la intervale lungi de timp, de exemplu, zeci de ani, observațiile de pulsari servi ca o clarificare a scalei de timp atomic și „timp pulsar“, va fi creat.
Studiul neuniformității rotației Pământului este foarte important pentru practică și interesant din punct de vedere științific. De exemplu, navigația prin satelit este imposibilă fără a cunoaște rotația Pământului. Și trăsăturile sale conțin informații despre structura internă a Pământului. Această problemă complexă își așteaptă cercetătorii.
Fig. 1. Diferența dintre perioada de rotație a Pământului de la 86400 la SI, în milisecunde. Datele înainte de începutul secolului XX. nu foarte fiabilă, dar tendința de a crește durata zilei este clar vizibilă.
Fig. 3. Radio telescop lângă Kalyazin. Instrumentele de acest tip sunt folosite pentru a studia rotația Pământului.
Zharov V.E. Astronomia sferică. (Această carte este disponibilă în Astronet).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: