Айзек Азимов - Часы, по которым мы живем. От солнечных часов до лунного календаря
Но современные временные интервалы стали так точны, что вместо этого мы урегулируем» Солнце, По причинам, о которых я расскажу позже, время между двумя последовательными зенитами не равно 24 часам. Солнце может отставать или спешить, проходя зенит на 15 минут раньше, в 11:45 а.м., или позже, в 12:15 р.м.
Значит ли это, что вращение Земли неравномерное?
Чтобы понять это, мы должны помнить, что Солнце не единственный объект, который поднимается, пересекает меридиан и садится. Другие небесные тела тоже делают это.
Предположим, вместо Солнца вы каждую ночь наблюдаете за какой-то звездой и отмечаете время, когда она пересекает меридиан. Вы увидите, что последовательные пересечения происходят с равными интервалами.
Звезда, в отличие от Солнца, движется равномерно.
Время между двумя последовательными пересечениями меридиана звездой называют звездными сутками+ Исходя из того факта, что звездный день стабилен, мы можем заключить, что Земля вращается равномерно. Странное поведение Солнца объясняется не какой-либо неравномерностью в ращения Земли, а другими ее движениями, о которых я еще расскажу.
Время между двумя последовательными пересечениями меридиана Солнцем называют солнечными сутками. Поскольку солнечный день изо дня в день немного меняется, что обусловлено более ранним восходом Солнца или его «опозданием», обычно используют среднее значение продолжительности солнечного дня за весь год. Это называют средними солнечными сутками (в этом смысле слово «средние» означает «усредненные») или календарными сутками.
Поэтому среднее Солнце — воображаемое Солнце, которое вращается вокруг Земли так равномерно, как звезда. Полдень наступает, когда среднее Солнце, а не настоящее, пересекает меридиан.
Время, основанное на среднем Солнце, называют средним временем. Время, основанное на настоящем Солнце, — истинным временем. Таким образом, в каждом дне есть средний полдень, когда среднее Солнце пересекает меридиан, и истинный полдень, когда это совершает настоящее Солнце, Эти два полудня могут отличаться на 15 минут, но четыре раза в год они совпадают, Разницу между средним и истинным полуднем, так как она меняется изо дня в день, называют уравнением времени.
Вы можете подумать, что средний солнечный день с уравненными отклонениями движения Солнца равен по продолжительности звездным суткам, но это не так. Продолжительность среднего солнечного дня составляет ровно 24 часа с точностью до секунды. Звездные сутки, как показывают современные измерения времени, почти на 4 минуты короче. Чтобы быть точным, они составляют 23 часа 56 минут 4,09 секунды.
Позже я вернусь к этой разнице между звездными сутками и средним солнечным днем, поскольку это важно.
ДЕЛЕНИЕ ЗЕМЛИ
Многие древние греческие философы считали, что Земля круглая. Некоторые карты мира, которые они рисовали, были разделены северо-южными линиями, похожими на те, которые рисовали вавилоняне на небесном своде.
Для жителя Афин северо-южная линия на небе, проходившая через зенит, находилась на поверхности Земли прямо над северо-южной линией, которая проходила через Афины.
Для жителя Рима это была линия через Рим, Все северо-южные линии, изображенные на карте Земли, называют меридианами. Древние предпочитали говорить о «меридиане Афин», «меридиане Рима» и так далее. Но путешественникам, особенно тем, которые плыли морем, не видя обычных наземных ориентиров, необходимо было что-то систематическое.
Поэтому было вполне естественным разделить сферу Земли на 360 меридианов, каждый из которых составляет 1 градус (но вавилонской системе). Затем каждый градус разделили на 60 минут и каждую минуту на 60 секунд.
Если посмотрите на глобус, то увидите меридианы с севера на юг, сходящиеся на Северном и Южном полюсах. Обозначен не каждый градус во избежание излишнего нагромождения. Их обычно указывают через 10 градусов. Заметьте, что они «делят» Землю на части, напоминающие дольки мандарина.
Возникает вопрос: где точно провести меридиан? Их, конечно, можно провести в любом месте. Греческий географ мог начать проводить меридиан через Афины, а затем вести их на восток и запад. Римский географ мог начать с меридиана Рима. Американский географ — с меридиана Таймс-сквер в Нью-Йорке.
Недопустимо, чтобы люди беспокоились лишь о маленьких районах около их собственных главных городов. Недопустима ситуация, чтобы в море корабли многих наций пытались следить только за своим точным местонахождением. Если один корабль использует итальянскую систему с началом в Риме. а другой — американскую с началом в Нью-Йорке, то не будет конца путанице. Один корабль, сообщивший свое местонахождение другому в ожидании спасения, будет ждать, пока его спаситель вычислит местонахождение копавшего в беду но своей собственной системе.
Ко времени, когда путешествие по океану стало обычным делом, приняли единую систему, которой пользовался весь мир. Это было неизбежно.
Такая система была принята на вашингтонской конференции по вопросу меридианов, состоявшейся в 1884 году, В то время Великобритания была самой могущественной нацией в мире и имела самый большой военно-морской и торговый флоты. Среди всех наций она была более всего заинтересована в упорядочении мореплавания, поэтому приняли ее стандарты. Британцы считали свои меридианы из астрономической станции в Гринвиче (район Лондона), и Гринвичский меридиан называют нулевым меридианом.
Меридианы измеряют восточно-западное расположение точек на поверхности Земли, Восточно-западное расположение называют долготой, так как меридианы» которые тянутся с севера на юг, пересекают карты вдоль. (На картах обычно север изображают сверху, а юг — внизу.)
Таким образом, нулевой меридиан обозначают 0 градусов долготы. (Слово «градусы» обозначают маленьким нулем сверху справа от числа, поэтому пулевой меридиан обозначают как 0º долготы.)
Градусы можно отмечать с запада или востока, отсчитывая до 360. Но стало привычным отсчитывать их сразу в обоих направлениях, Меридианы к западу от Лондона (по направлению к Америке) обозначают западную долготу, а меридианы к востоку от Лондона (по направлению к Азии) обозначают восточную долготу.
МеридианыТаким образом, может быть 75° западной долготы (которые проходят через штат Нью-Йорк) и 75º восточной долготы (которые проходят через Индию). Все точки на 75º западной долготы имеют координату 75 градусов к западу от Гринвича; все точки на 75º восточной долготы — 75 градусов к востоку.
Две группы меридианов уходят к востоку и западу, пока, наконец, не встретятся в меридиане, находящемся точно напротив нулевого меридиана. Этот последний меридиан отмечает 180°, причем, как и 0º, не имеет ни восточной, ни западной долготы.
Меридиан 180º проходит через край Восточной Сибири и затем вниз вдоль Тихого океана, едва касаясь суши. Это, как мы скоро увидим, хорошо.
Польза меридиана, что касается хронометрии, следующая: время суток на поверхности Земли меняется от точки к точке, и меридианы помогают Нам не извратить истицу, Но об этом в следующей главе.
Глава 3.
ПУТЕШЕСТВИЕ ВО ВРЕМЕНИ ВОКРУГ ЗЕМЛИ
МЕСТНОЕ ВРЕМЯ
Если мысленно представить себе Землю в виде глобуса, на который светит Солнце, то увидим, что в разных точках Земли время суток разное. Во-первых, направленная к Солнцу половина Земли освещена — там день. Противоположная половина находится в тени — там ночь. Там, где встречаются свет и тень, — восход Солнца и рассвет; в противоположном месте — закат и сумерки.
Более того, если посмотрите на освещенную Солнцем часть Земли, то увидите, что Солнце находится непосредственно над нулевым меридианом. Поэтому в Лондоне полдень (ив любой другой точке вдоль ну левого меридиана).
Но Земля вращается с запада на восток (или, если хотите, Солнце движется с востока на запад; легче предположить, что Солнце движется, — по причинам, указанным в этой главе). Так как Солнце оборачивается вокруг 360º долготы Земли за 24 часа, за один час оно проходит 360/24 или 15º. Поэтому через час после лондонского полудня Солнце будет находиться над линией 15º западной долготы; через 2 часа она будет находиться над линией 30º западной долготы и так далее. Когда в Лондоне полдень, на 15º западной долготы еще час до полудня (или 11 а.м.), а на 30º западной долготы — 2 часа до полудня (или 10 а.м.).
За час до того, как Солнце подойдет к нулевому меридиану, оно находится над 15º восточной долготы, а за два часа — над 30° восточной долготы. Это значит, если в Лондоне поддень, на 15º восточной долготы уже один час после полудня (1 р.м.), а при 30º восточной долготы — два часа после полудня (2 р.м.).
