Звездное время и солнечное время. Для определения среднего солнечного времени астрономы используют наблюдения не самого солнечного диска, а звезд. По звездам же определяется т.н. звездное, или сидерическое (от лат. siderius - звезда или созвездие), время. С помощью математических формул по звездному времени рассчитывается среднее солнечное время.

Если воображаемую линию земной оси продлить в обе стороны, она пересечется с небесной сферой в точках т.н. полюсов мира - Северного и Южного (рис. 1). На угловом расстоянии 90. от этих точек проходит большой круг, называемый небесным экватором, который является продолжением плоскости земного экватора. Видимый путь движения Солнца называется эклиптикой. Плоскости экватора и эклиптики пересекаются под углом ок. 23,5?; точки пересечения носят название точек равноденствия. Ежегодно, примерно 20-21 марта, Солнце пересекает экватор при движении с юга на север в точке весеннего равноденствия. Эта точка почти неподвижна по отношению к звездам и используется в качестве репера для определения положения звезд в системе астрономических координат, а также звездного времени. Последнее измеряется величиной часового угла, т.е. угла между меридианом, на котором находится объект, и точкой равноденствия (отсчет производится на запад от меридиана). В пересчете на время один час соответствует 15 дуговым градусам. По отношению к наблюдателю, находящемуся на определенном меридиане, точка весеннего равноденствия ежедневно описывает на небосводе замкнутую траекторию. Промежуток времени между двумя последовательными пересечениями этого меридиана называется звездными сутками.

С точки зрения наблюдателя, находящегося на Земле, Солнце каждый день перемещается по небесной сфере с востока на запад. Угол между направлением на Солнце и небесным меридианом данной местности (измеряемый в западном направлении от меридиана) определяет "местное видимое солнечное время". Именно такое время показывают солнечные часы. Промежуток времени между двумя последовательными пересечениями Солнцем меридиана называется истинными солнечными сутками. За год (примерно 365 дней) Солнце "совершает" полный оборот по эклиптике (360?), а значит за сутки смещается по отношению к звездам и точке весеннего равноденствия почти на 1?. Вследствие этого истинные солнечные сутки длиннее звездных на 3 мин 56 с среднего солнечного времени. Поскольку видимое движение Солнца по отношению к звездам неравномерно, истинные солнечные сутки также имеют неодинаковую продолжительность. Эта неравномерность движения светила происходит вследствие эксцентриситета земной орбиты и наклона экватора к плоскости эклиптики (рис. 2).

Среднее солнечное время. Появление в 17 в. механических часов привело к необходимости введения среднего солнечного времени. "Среднее (или среднее эклиптическое) солнце" - это фиктивная точка, равномерно движущаяся по небесному экватору со скоростью, равной средней за год скорости движения истинного Солнца по эклиптике. Среднее солнечное время (т.е. время, протекшее от нижней кульминации среднего солнца) в любой момент на данном меридиане численно равно часовому углу среднего солнца (выраженному в часовой мере) минус 12 ч. Разность между истинным и средним солнечным временем, которая может достигать 16 мин, называется уравнением времени (хотя фактически уравнением не является).

Как отмечалось выше, среднее солнечное время устанавливается с помощью наблюдений за звездами, а не за Солнцем. Среднее солнечное время строго определяется угловым положением Земли относительно ее оси, вне зависимости от того, постоянна или переменна скорость ее вращения. Но именно потому, что среднее солнечное время является мерой вращения Земли, оно используется для определения долготы местности, а также во всех других случаях, когда требуются точные данные о положении Земли в пространстве.

Эфемеридное время. Движение небесных тел описывается математически уравнениями небесной механики. Решение этих уравнений позволяет установить координаты тела в виде функции времени. Время, входящее в эти уравнения, по определению, принятому в небесной механике, является равномерным, или эфемеридным. Существуют специальные таблицы эфемеридных (теоретически вычисленных) координат, которые дают расчетное положение небесного тела через определенные (обычно одинаковые) промежутки времени. Эфемеридное время может быть установлено по движению любой планеты или ее спутников в Солнечной системе. Астрономы определяют его по движению Земли по орбите вокруг Солнца. Оно может быть найдено путем наблюдений за положением Солнца по отношению к звездам, но обычно для этого следят за движением Луны вокруг Земли. Видимый путь, который Луна проходит в течение месяца среди звезд, может рассматриваться как своеобразные часы, в которых звезды образуют циферблат, а Луна служит часовой стрелкой. При этом эфемеридные координаты Луны должны быть вычислены с высокой степенью точности, и столь же точно должно быть определено ее наблюдаемое положение.

Положение Луны обычно определялось по времени прохождения через меридиан и покрытию звезд лунным диском. Наиболее современный метод представляет собой фотографирование Луны среди звезд с помощью специальной фотокамеры. В этой камере используется плоскопараллельный светофильтр из темного стекла, которому во время 20-секундной экспозиции придается наклон; вследствие этого изображение Луны смещается, и это искусственное смещение как бы компенсирует действительное движение Луны по отношению к звездам. Таким образом, Луна сохраняет строго фиксированное положение относительно звезд, и все элементы на снимке получаются отчетливыми. Поскольку положение звезд известно, измерения по снимку позволяют точно определить координаты Луны. Эти данные сводятся в виде эфемеридных таблиц Луны и позволяют рассчитать эфемеридное время.

Определение времени с помощью наблюдений за вращением Земли. В результате вращения Земли вокруг оси происходит кажущееся движение звезд с востока на запад. В современных методах определения точного времени используются астрономические наблюдения, заключающиеся в регистрации моментов прохождения звезд через небесный меридиан, положение которого строго определено по отношению к астрономической станции. Для этих целей обычно использовался т.н. "малый пассажный инструмент" - телескоп, смонтированный таким образом, что его горизонтальная ось ориентирована по широте (с востока на запад). Труба телескопа может быть направлена в любую точку небесного меридиана. Для наблюдения прохождения звезды через меридиан в фокальной плоскости телескопа помещается крестообразная тонкая нить. Время прохождения звезды фиксируется с помощью хронографа (устройства, регистрирующего одновременно сигналы точного времени и импульсы, возникающие внутри самого телескопа). Таким образом определяется точное время прохождения каждой звезды через данный меридиан.

Значительно бльшую точность измерения времени вращения Земли дает использование фотографической зенитной трубы (ФЗТ). ФЗТ представляет собой телескоп с фокусным расстоянием 4,6 м и входным отверстием диаметром 20 см, обращенным прямо в зенит. Небольшая фотографическая пластинка размещается под линзой на расстоянии ок. 1,3 см. Еще ниже, на расстоянии, равном половине фокусного, расположена ванна с ртутью (ртутный горизонт); ртуть отражает свет звезд, фокусирующийся на фотопластинке. И линза, и фотопластинка могут поворачиваться как единый блок на 180. вокруг вертикальной оси. При фотографировании звезды делается четыре 20-секундных экспозиции при различных положениях линзы. Пластинка перемещается с помощью механического привода таким образом, чтобы компенсировать видимое суточное движение звезды, удерживая ее в поле зрения. При движении каретки с фотокассетой автоматически регистрируются моменты прохождения ее через определенную точку (например, путем замыкания контакта часов). Отснятая фотопластинка проявляется, и полученное на ней изображение измеряется. Данные измерений сопоставляются с показаниями хронографа, что дает возможность установить точное время прохождения звезды через небесный меридиан.

В другом инструменте для определения звездного времени - призменной астролябии (не следует путать этот прибор со средневековым угломерным инструментом того же названия), 60-градусная (равносторонняя) призма и ртутный горизонт помещаются перед линзой телескопа. В призменной астролябии получаются два изображения наблюдаемой звезды, которые совпадают в момент, когда звезда находится на высоте 60. над горизонтом. При этом автоматически регистрируется показание часов.

Во всех этих инструментах используется один и тот же принцип - для звезды, координаты которой известны, определяется время (звездное или среднее) прохождения через определенную линию, например небесный меридиан. При наблюдениях специальными часами фиксируется время прохождения. Разность между вычисленным временем и показаниями часов дает поправку. Величина поправки показывает, сколько минут или секунд нужно прибавить к показаниям часов, чтобы получить точное время. Например, если расчетное время 3 ч 15 мин 26,785 с, а на часах 3 ч 15 мин 26,773 с, то часы отстают на 0,012 с и поправка составляет 0,012 с.

Обычно за ночь проводится наблюдение за 10-20 звездами, и по ним вычисляется средняя поправка. Последовательная серия поправок позволяет определить точность хода часов. При помощи таких инструментов, как ФЗТ и астролябия, за одну ночь устанавливается время с точностью ок. 0,006 с.

Все эти инструменты предназначены для определения звездного времени, по которому устанавливается среднее солнечное время, а последнее переводится в поясное время.

система счёта времени, основанная на разделении поверхности Земли на 24 часовых пояса: во всех пунктах в пределах одного пояса в каждый момент П. в. одинаково, в соседних поясах оно отличается ровно на один час. В системе поясного времени 24 меридиана, отстоящих по долготе на 15° друг от друга, приняты за средние меридианы часовых поясов. Границы поясов на морях и океанах, а также в малонаселённых местах проводят по меридианам, отстоящим на 7,5° к В. и З. от среднего. В остальных районах Земли границы для большего удобства проведены по близким к этим меридианам государственным и административным границам, железным дорогам, рекам, горным хребтам и т.п. (см. карту часовых поясов). По международному соглашению за начальный был принят меридиан с долготой 0° (Гринвичский). Соответствующий часовой пояс считается нулевым; время этого пояса называется всемирным. Остальным поясам в направлении от нулевого на восток присвоены номера от 1 до 23. Разность между П. в. в каком-либо часовом поясе и всемирным временем равна номеру пояса.

Время некоторых часовых поясов получило особые названия. Так, например, время нулевого пояса называют западноевропейским, время 1-го пояса - среднеевропейским, время 2-го пояса в зарубежных странах называют восточноевропейским временем. По территории СССР проходят часовые пояса от 2-го до 12-го включительно. Для наиболее рационального использования естественного света и экономии электроэнергии во многих странах в летнее время часы переводят на один час или более вперёд (т. н. летнее время). В СССР Декретное время введено в 1930; стрелки часов были передвинуты на час вперёд. В результате все пункты в пределах данного пояса стали пользоваться временем соседнего пояса, расположенного к В. от него. Декретное время 2-го часового пояса, в котором расположена Москва, называется московским временем.

В ряде государств, несмотря на удобство поясного времени, не пользуются временем соответствующего часового пояса, а употребляют на всей территории или местное время столицы, или время, близкое к столичному. В астрономическом ежегоднике "Nautical almanac" ("Морской альманах") (Великобритания) за 1941 и последующие годы приведены описания границ часовых поясов и принятого счёта времени для тех мест, где П. в. не употребляется, а также все происшедшие впоследствии изменения.

До введения П. в. в большинстве стран было распространено гражданское время, различное во всяких двух пунктах, долготы которых неодинаковы. Связанные с такой системой счёта неудобства стали особенно остро ощущаться с развитием ж.-д. сообщений и средств телеграфной связи. В 19 в. в ряде стран стали вводить единое для данной страны время, чаще всего гражданское время столицы. Однако эта мера была непригодна для государств с большой протяжённостью территории по долготе, т.к. принятый счёт времени на далёких окраинах значительно отличался бы от гражданского. В некоторых странах единое время вводилось только для употребления на железных дорогах и телеграфе. В России для этой цели служило гражданское время Пулковской обсерватории, называвшееся петербургским временем. П. в. было предложено канадским инженером С. Флемингом в 1878. Впервые оно было введено в США в 1883. В 1884 на конференции 26 государств в Вашингтоне было принято международное соглашение о П. в., однако переход на эту систему счёта времени затянулся на многие годы. На территории СССР П. в. введено после Великой Октябрьской социалистической революции, с 1 июля 1919.

Лит.: Куликов К. А., Курс сферической астрономии, 2 изд., М., 1969.

в астрономии, время, определённое для данного места на Земле; зависит от географической долготы места. М. в. одинаково для всех точек, расположенных на одном меридиане. Разность М. в. двух мест равна разности долгот этих мест. М. в. определяется из астрономических наблюдеий (в частности, с помощью солнечных часов) в данном месте. М. в. раньше было принято в обыденной жизни, но с конца 19 в. стало заменяться в большинстве стран (в СССР с 1919) поясным временем (См. Поясное время). Звёздное М. в. применяется в астрометрии. В быту М. в. часто называется время, по которому живёт тот или иной населённый пункт (обычно это - поясное время). См. Время.

мировое время, среднее солнечное Время начального (нулевого) меридиана, проходящего через прежнее место расположения Гринвичской обсерватории (в Лондоне). В. в. отсчитывается от полуночи и на 3 ч отличается от московского времени (См. Московское время) (15 ч московского времени соответствуют 12 ч В. в.).