Rambler's Top100Astronet    
  по текстам   по ключевым словам   в глоссарии   по сайтам   перевод   по каталогу
 

На первую страницу << 5.6. Пульсарная шкала времени | Оглавление | 5.8. Летосчисление >>

Разделы


5.7. Системы счета дней

После определения шкал времени рассмотрим системы счета дней, используемые в астрономии и повседневной жизни.

5.7.1. Юлианские даты

Для облегчения вычислений в астрономии используется непрерывный счет суток, начиная с 12 часов UT первого января 4713 г. до н.э.

Определение 5.7.1   Число средних солнечных суток с 12 часов UT первого января 4713 г. до н.э. до эпохи наблюдений, называется юлианской датой JD (Julian Date).

Система юлианских дат была введена в XVI в. французским ученым Джозефом Скалигером (1540-1609) и названа в честь его отца Юлия. В этой системе первый день был определен Скалигером как день, в который начинаются три цикла. Первый цикл имеет период, равный 28 годам, и определяется повторяемостью юлианского календаря (так как число точно делится на 7, то через 28 лет все даты приходятся на те же самые дни недели). Вторым циклом был Метонов цикл, по прошествии которого фазы Луны повторяются. Третьим циклом был 15-летний цикл, связанный с системой сбора налогов в Римской империи. Причины, по которым Скалигер выбрал эти циклы, мне неизвестны; однако идея непрерывного счета дней, начиная с некоторого начального момента, оказалась очень полезной.

Система юлианских дат первоначально была определена для шкалы UT. Однако начиная с 1998 г. МАС рекомендует относить юлианские даты к земному времени (TT); длительность юлианского дня равна 86400 секундам СИ. В случае необходимости использования других шкал требуется указывать, в какой именно шкале вычисляется юлианская дата, например JD(TAI). С такой ситуацией мы уже сталкивались при преобразовании шкал координатных времен (стр. ). Юлианская дата упоминавшейся ранее стандартной эпохи J2000.0  равна:

    январь

В таблице 5.3 приводятся юлианские даты на начало года (1 января ) для столетнего промежутка времени.

Таблица. Юлианские даты на начало года
Год JD Год JD Год JD Год JD
1950 2433282.5 1976 2442778.5 2001 2451910.5 2026 2461041.5
1951 2433647.5 1977 2443144.5 2002 2452275.5 2027 2461406.5
1952 2434012.5 1978 2443509.5 2003 2452640.5 2028 2461771.5
1953 2434378.5 1979 2443874.5 2004 2453005.5 2029 2462137.5
1954 2434743.5 1980 2444239.5 2005 2453371.5 2030 2462502.5
1955 2435108.5 1981 2444605.5 2006 2453736.5 2031 2462867.5
1956 2435473.5 1982 2444970.5 2007 2454101.5 2032 2463232.5
1957 2435839.5 1983 2445335.5 2008 2454466.5 2033 2463598.5
1958 2436204.5 1984 2445700.5 2009 2454832.5 2034 2463963.5
1959 2436569.5 1985 2446066.5 2010 2455197.5 2035 2464328.5
1960 2436934.5 1986 2446431.5 2011 2455562.5 2036 2464693.5
1961 2437300.5 1987 2446796.5 2012 2455927.5 2037 2465059.5
1962 2437665.5 1988 2447161.5 2013 2456293.5 2038 2465424.5
1963 2438030.5 1989 2447527.5 2014 2456658.5 2039 2465789.5
1964 2438395.5 1990 2447892.5 2015 2457023.5 2040 2466154.5
1965 2438761.5 1991 2448257.5 2016 2457388.5 2041 2466520.5
1966 2439126.5 1992 2448622.5 2017 2457754.5 2042 2466885.5
1967 2439491.5 1993 2448988.5 2018 2458119.5 2043 2467250.5
1968 2439856.5 1994 2449353.5 2019 2458484.5 2044 2467615.5
1969 2440222.5 1995 2449718.5 2020 2458849.5 2045 2467981.5
1970 2440587.5 1996 2450083.5 2021 2459215.5 2046 2468346.5
1971 2440952.5 1997 2450449.5 2022 2459580.5 2047 2468711.5
1972 2441317.5 1998 2450814.5 2023 2459945.5 2048 2469076.5
1973 2441683.5 1999 2451179.5 2024 2460310.5 2049 2469442.5
1974 2442048.5 2000 2451544.5 2025 2460676.5 2050 2469807.5
1975 2442413.5            

Помимо юлианской даты в резолюциях МАС определяется модифицированная юлианская дата MJD:

(5.74)

Юлианская дата произвольного момента времени выражается в виде целого числа (номера юлианского дня) и дробной части, равной доле суток, протекшей от полудня до рассматриваемого момента. Обратим на это особое внимание: юлианские даты отсчитываются от полудня, а модифицированные юлианские даты - от полуночи.

Приведем один из многих имеющихся алгоритмов вычисления юлианской даты по календарной.

    SUBROUTINE JULIAN( IY,IM,ID, JD)
C   Вычисление юлианской даты на гринвичскую полночь
    REAL *8 JD, DJ
C    
    DJ(IY,IM,ID) =
  * ( ID + ( 2- ( 4-MOD(IY,4) )/4 +(100-MOD(IY,100))/100
  * -(400-MOD(IY,400))/400)*((5-IM/3)/5 )
  * +(IY/4-IY/100+IY/400)
  * +INT((IM*3057.0)/100.0))+1721028.0D0
  * +IY*365.0D0
    JD = DJ(IY,IM,ID) - 0.5D0
C    
    RETURN
    END

5.7.2. Тропический и звездный год

Для измерения длительных промежутков времени, кроме суток (средних солнечных или звездных), была введена еще одна единица времени - год, которая связана с движением Солнца относительно звезд.

Дадим следующие определения.

Определение 5.7.2   Промежуток времени, за который истинное Солнце последовательно проходит через точку истинного весеннего равноденствия (или среднее экваториальное Солнце через точку среднего весеннего равноденствия), называется тропическим годом.

Следовательно, продолжительность тропического года определяется средней долготой Солнца (это следует из уравнения (5.2)), отсчитываемой по эклиптике от средней точки весеннего равноденствия даты. Выражение для С.Ньюкомб получил в 1895 г. на основе анализа 40000 наблюдений Солнца, проведенных в течение 140 лет, и привел в "Таблицах Солнца":

где измеряется в юлианских столетиях по 36525 средних солнечных суток от фундаментальной эпохи "Таблиц Солнца" ( ). Начало шкалы эфемеридного времени соответствует моменту времени, когда средняя долгота Солнца , отсчитываемая от среднего равноденствия даты, равнялась . Так как в течение тропического года средняя долгота Солнца изменяется ровно на , то выражая скорость изменения , равную в сек дуги/с, получим продолжительность тропического года в секундах:

При находим на эпоху 1900, январь 0, ET. Она равна . Величина, обратная этому числу, была определена как эфемеридная секунда (МАС, Гамбург, 1964).

Вследствие зависимости от квадратичного члена продолжительность тропического года медленно меняется и равна (в эфемеридных сутках)

(5.75)

Определение 5.7.3   Время, за которое истинное Солнце совершает полный оборот по эклиптике (или среднее экваториальное Солнце по экватору) относительно направления на выбранную неподвижную звезду, называется звездным (сидерическим) годом.

Название этого промежутка времени "звездным годом" связано с тем, что в течение него Солнце совершает один полный оборот относительно звезд. Один звездный год равен примерно 365,25636 средних солнечных суток. Причиной, из-за которой тропический год оказывается короче звездного года, является прецессия оси вращения Земли (см. главу  7).

Подчеркнем, что звездный год определяется обращением Солнца относительно неподвижных звезд, а звездные сутки - относительно точки весеннего равноденствия.

Ни тропический, ни звездный год не содержат целого числа средних солнечных суток. Поэтому в качестве гражданского календаря в Европе в 46 г. до н.э. был введен юлианский календарь, названный так в честь Юлия Цезаря. Календарь определяется четырехлетним циклом: после трех лет, в каждом из которых 365 суток, следует високосный год из 366 суток. Поэтому один год в юлианском календаре равен 365,25 средних солнечных суток и называется юлианским годом5.7. Следовательно, одно юлианское столетие содержит ровно 36525 средних солнечных суток. В связи с заменой секунды времени как части средних солнечных суток на атомную секунду было изменено определение юлианского года. Сейчас юлианский год равен 365,25 атомных суток. Юлианское столетие принято в качестве одной из основных единиц времени в астрометрии и используется в фундаментальных формулах учета прецессии, формулах, связывающих звездное и всемирное время и т.д.

После того, как задана продолжительность года, любое событие может быть определено номером года и дробной частью, например 1999,2435. Заметим, что сейчас в системе счета лет используется юлианский год, а до 1976 г. использовался бесселев год.

По предложению Ф.Бесселя, в честь которого год и был назван, за начало года принимается эпоха, в которую прямое восхождение среднего экваториального Солнца или средняя долгота  (5.2) точно равны или

Начало бесселева года, таким образом, всегда близко к началу тропического года. Продолжительность бесселева года определяется промежутком времени, за который прямое восхождение среднего экваториального Солнца увеличивается ровно на , и всего на ( - число столетий от эпохи 1900.0) короче продолжительности тропического года. Если пренебречь малой вековой разницей, и принять продолжительность бесселева года за , то с каждым следующим простым годом начало бесселева года будет смещаться на вперед, а в високосный - на назад, т.е. начало бесселева года приходится на разные дни. Смещение начала бесселева года для фундаментальной эпохи "Таблиц Солнца" Ньюкомба можно найти следующим образом. На эпоху прямое восхождение среднего экваториального Солнца равно по вычислениям Ньюкомба: , а скорость изменения в сутки, как будет показано ниже, равна (5.83): . Следовательно, от фундаментальной эпохи до начала бесселева года 1900.0, когда , прошло

или суток, если считать календарные сутки от полуночи.

Если требуется вычислить бесселеву эпоху для известной юлианской даты JD, то можно воспользоваться формулой, рекомендованной МАС:

В этом выражении продолжительность бесселева года в эпоху (юлианская дата ) равна продолжительности тропического года .

К началу бесселева года было принято приводить наблюдения звезд в XIX и XX веках, и в качестве стандартных эпох, на которые определялось положение среднего экватора и равноденствия, использовались эпохи . Символ "B" в этой записи указывает на момент начала соответствующего бесселева года.

Вычисления в системе юлианских дат значительно проще, и юлианская эпоха для известной юлианской даты JD определяется формулой:



<< 5.6. Пульсарная шкала времени | Оглавление | 5.8. Летосчисление >>

Публикации с ключевыми словами: астрометрия - сферическая астрономия - системы координат - шкалы времени
Публикации со словами: астрометрия - сферическая астрономия - системы координат - шкалы времени
См. также:
Все публикации на ту же тему >>

Мнения читателей [12]
Оценка: 3.5 [голосов: 292]
 
О рейтинге
Версия для печати Распечатать

Астрометрия - Астрономические инструменты - Астрономическое образование - Астрофизика - История астрономии - Космонавтика, исследование космоса - Любительская астрономия - Планеты и Солнечная система - Солнце


Астронет | Научная сеть | ГАИШ МГУ | Поиск по МГУ | О проекте | Авторам

Комментарии, вопросы? Пишите: info@astronet.ru или сюда

Rambler's Top100 Яндекс цитирования