Часы, по которым мы живем. От солнечных часов до лунного календаря - [7]
Разделившие небо линии похожи на ряд спускающихся вниз ступенек, тянущихся от зенита к горизонту. Эти 360 делений неба называют латинским словом градусы,> что значит «ступеньки вниз». Со времени вавилонян привыкли делить все круги и сферы на 360 градусов.
Другие типы делений можно также назвать градусами: например, градусы температуры на термометре. Делящие круг или сферу градусы отличаются от других типов градусов тем, что их называют угловыми градусами («угол» это часть кривизны круга).
Расстояние, равное половине любого круга или сферы, например от горизонта до горизонта вдоль огромной небесной сферы, составляет 180 градусов. Расстояние от горизонта до зенита составляет половину, то есть 90 градусов.
Каждый градус разделен на 60 угловых минут («угловая» отличается от временной минуты), и каждая минута делится на 60 угловых секунд. Здесь снова находим подтверждение использования вавилонянами шестидесятеричной системы.
Сначала считали, что Солнце находится в зените (полдень), когда тень на солнечных часах была самой короткой. Это был не совсем точный способ определения. В 1731 году англичанин Джон Хадли изобрел прибор, способный более точно определить местонахождение Солнца. Сейчас его называют секстантом, он может измерять шестую часть круга (слово «секстант» произошло от латинского слова, означающего «шесть») и разделен на 120 делений, каждое из которых является половиной градуса.
Секстант оснащен двумя зеркалами, одно из которых используют для наблюдения за горизонтом. (Он работает лучше на море, где нет холмов, деревьев или домов, закрывающих горизонт.) Второе зеркало используют для наблюдения за Солнцем. Угол между двумя зеркалами, когда совмещают светило и линию горизонта, является половиной угла, на который Солнце поднимается над горизонтом. (Почему половину? Это следует из оптических законов отражения света.)
Если секстант показывает, что Солнце находится в точке 90 градусов над горизонтом — это полдень.
Воображаемая северо-южная линия, которая проходит через зенит неба, находится в 90 градусах от горизонта и может определяться но полуденному Солнцу. Эту линию называют меридианом. Сравнивая часы с результатами измерений секстанта, человек может определить время, когда Солнце «пересекает меридиан». Часы можно отрегулировать, если они спешат или отстают.
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.
