Чему равны земные сутки. Сколько в сутках часов, минут и секунд, и почему так получилось. Время на Юпитере

Более строго это промежуток времени между двумя одноимёнными (верхними или нижними) кульминациями (прохождениями через меридиан) центра Солнца в данной точке Земли (или иного небесного тела).

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

Проблемы високосного года и звездных суток

Подробнее о времени

Субтитры

Солнечные сутки на Земле

Колебания продолжительности солнечных суток

Средние солнечные сутки не подвержены периодическим изменениям, как истинные солнечные сутки, но их длительность монотонно изменяется в связи с изменением периода осевого вращения Земли и (в меньшей степени) с изменением длительности тропического года, увеличиваясь примерно на 0,0017 секунды в столетие. Так, длительность средних солнечных суток в начале 2000 года была равна 86400,002 секунды СИ . Следует отметить, что здесь в качестве единицы измерения указана именно секунда СИ, определённая с использованием внутриатомного периодического процесса, а не средняя солнечная секунда, которая по определению равна 1/86 400 части средних солнечных суток и, следовательно, также не является постоянной.

Введение поправок

Хотя средние солнечные сутки не являются, строго говоря, неизменной единицей времени, но повседневная жизнь людей связана именно с ними. В связи с накоплением поправки к длительности суток в среднем солнечном времени по отношению к равномерному атомному времени, иногда приходится добавлять к атомной шкале UTC так называемую високосную секунду , чтобы восстановить привязку этой шкалы к солнечной шкале времени . Теоретически возможно и вычитание високосной секунды, так как вращение Земли в принципе не обязано постоянно замедляться.

Солнечные сутки на других планетах и спутниках

Луна

Средние солнечные сутки на Луне равны среднему синодическому месяцу (среднему промежутку между двумя одинаковыми фазами Луны , например, полнолуниями) - 29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды. Истинные солнечные сутки могут отклоняться от средних на 13 часов в обе стороны, что связано как с неравномерностью движения Земли по орбите, так и с наклоном орбиты Луны к эклиптике, с эллиптичностью её орбиты и с наклоном оси вращения Луны к плоскости орбиты (см. также Либрация).

Другие На газовых гигантах, не имеющих твёрдой поверхности, солнечные сутки зависят от широты - атмосфера вращается с разными скоростями на разных широтах.

Меркурий обходит вокруг Солнца за 87,97 дня, а вокруг своей оси делает полный оборот за 58,65 дня (эти периоды относятся как 3:2). Средний промежуток времени между двумя верхними кульминациями Солнца на этой планете равен 176 дням, что равно двум её годам. Интересно, что когда он находится вблизи перигелия, Солнце для наблюдателя на поверхности планеты может в течение 8 дней двигаться в обратном направлении, поэтому, строго говоря, привязка определения солнечных суток к кульминации в этом случае не вполне корректна.

На Венере , чей сидерический период обращения вокруг своей оси равен 243 дням - больше, чем орбитальный период (224,7 дня), средние солнечные сутки равны примерно 116,7 дня (из-за вращения в обратную сторону)

На Марсе средние солнечные сутки лишь слегка больше, чем земные. Они равны 24 ч 39 мин 35,244 с.

На Юпитере сутки равны 9 часам 55 минутам 40 секундам, на Сатурне 10 часам 34 минутам 13 секундам. Сутки на Уране равны 17 часам 14 минутам 24 секундам, а на Нептуне 15 часам 57 минутам 59 секундам.

У Плутона ввиду его крайней удалённости от Солнца (и, следовательно, малости угловой орбитальной скорости) средние солнечные сутки практически равны периоду вращения: 6 дней 9 часов 17 минут 36 секунд.

Примечания

Сколько длятся сутки? Вы наверное думаете что ровно 24 часа? Зависит от обстоятельств. Сутки - это период времени, за который Земля совершает один поворот вокруг своей оси.

Так сколько же длятся сутки?

На самом деле один поворот Земли вокруг своей оси никогда не бывает ровно двадцать четыре часа.

В сутках 23 часа 56 минут и 4 секунды. Всю свою жизнь я жил во лжи!

Поразительно, но данный показатель может колебаться в ту или другую сторону на целых пятьдесят секунд! Это потому, что скорость вращения Земли все время меняется - из-за трения, вызываемого синоптическими ситуациями, приливами/отливами и геологическими событиями.

В среднем за год сутки на долю секунды короче, чем двадцать четыре часа.

Когда эти расхождения выявили с помощью атомных часов, было принято решение переопределить секунду как фиксированную долю «солнечных» суток, - точнее, миллионшестьсот-сорокатысячную.

Новая секунда вошла в обиход в 1967 году и определена как «интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения внешними полями». Точнее не скажешь - только уж больно муторно выговаривать все это в конце долгого дня.

Новое определение секунды означает, что солнечные сутки постепенно сдвигаются по отношению к атомным. В результате ученым пришлось вводить в атомный год так называемую «високосную секунду» (или «секунду координации»), с тем чтобы согласовать атомный год с солнечным.

С 1972 года високосную секунду добавляли уже 23 раза. Представляете, иначе наши сутки увеличились бы уже почти на полминуты. А Земля продолжает замедлять свое вращение. И, по оценкам ученых, в XXIII веке в наших сутках будет 25 часов.

Последний раз «високосная секунда» была добавлена 31 декабря 2005 года по указанию Международной службы оценки параметров вращения и координат Земли, базирующейся в Парижской обсерватории.

Хорошая новость для астрономов и тех из нас, кто любит, когда часы идут в ногу с движением Земли вокруг Солнца, но головная боль для компьютерных программ и всей той аппаратуры, что стоит на космических спутниках.

Идея ввода «високосной секунды» встретила решительный отпор со стороны Международного союза телекоммуникаций, который даже внес официальное предложение полностью отменить ее еще в декабре 2007 года.

Можно конечно дождаться, пока разница между Универсальным координированным временем (UTC) и Средним временем по Гринвичу (GMT) достигнет ровно часа (где-то через 400 лет) и уже тогда привести все в порядок. Ну а пока дебаты вокруг того, что считать «реальным» временем, продолжаются.

источники

http://mirfactov.com/v-sutkah-ne-byivaet-rovno-24-chasa/

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%83%D1%82%D0%BA%D0%B8

Ежедневно вращение Земли замедляется на 3-4 сантиметра, поэтому продолжительность времени суток увеличивается. Ученые называют несколько причин, влияющих на этот процесс. Одной из них являются океанские приливы и отливы, из-за которых огромные массы воды трутся о поверхность земной коры и незаметно, но верно тормозят её вращение.

Международный коллектив ученых заинтересовался величиной этих отклонений. Для достижения максимальной точности измерений было выбрано местоположение самых удаленных, но хорошо различимых звезд, и с помощью телескопов отмечались изменения в их расположении на протяжении заданного интервала времени. Полученный результат обрабатывался на корреляторе - специальном компьютере высотой в рост человека.

Источником информации для коррелятора являются три региона планеты - городок Веттцель в Баварии, Япония и Норвегия, где расположены радиотелескопы, с помощью которых ученые надеялись впервые точно определить параметры вращения Земли. «Нам необходимы максимально удаленные друг от друга регионы, чтобы максимально повысить точность измерений», - утверждает Вальтер Алеф из института радиоастрономии имени Макса Планка (Бонн).

«Это позволило нам смоделировать единственный в своем роде виртуальный гигантский телескоп с размерами, равными расстоянию между его отдельными компонентами», - объясняет астроном.

В течение одного часа в неделю все три радиотелескопа одновременно занимаются измерениями. Полученная информация затем сравнивается с данными, которые были получены за более продолжительный период. В итоге данные, касающиеся вращения Земли в течение одного часа, экстраполируются на сутки.

Поскольку исследуемый участок небесной сферы постоянно изменяется, это дает возможность ученым выполнять расчеты в сантиметрах или градусах, чтобы не основании результатов вычислить скорость вращения планеты в соответствующий период.

Как известно, земное время соответствует атомному физическому времени, определяемому атомарной частотой колебания цезия. В 1956 году для координации времени было введено так называемое Универсальное координированное время, более известное под названием Всемирное время. Это универсальный стандарт для Земли. Чтобы согласовать Всемирное время с астрономическим, каждые два года к нему добавляется одна секунда.

Однако для современных технологий этой точности уже недостаточно. Нужно каждый день с максимальной точностью определять скорость вращения планеты, чего требуют, например, системы навигации GPS. Даже минимальное отклонение в таких расчетах привело бы к существенным ошибкам в определении местоположения.

Астрономы и геодезисты утверждают, что в настоящее время вращение земли замедляется на 3-4 сантиметра в день, то есть на одну миллисекунду. Сеть радиотелескопов позволит еще больше уточнить это значение.

Человек начал активно интересоваться измерением времени тогда, когда понял, что из этого можно извлечь практическую пользу.


В первую очередь это было необходимо для точного предсказания смены сезонов, что позволяло заранее планировать предстоящие сельскохозяйственные работы. В результате такие базовые понятия как год, месяц и сутки твёрдо вошли в культуру всех современных народов, а вместе с тем и в представление каждого отдельно взятого человека.

Но только в средние века многочисленные исследования звёздного неба дали возможность раскрыть истинную сущность наблюдаемых астрономических явлений. В результате научное знание приобрело несколько трактовок базовых временных терминов, о которых, однако, знают далеко не все.

Что такое год?

Изначально под годом подразумевался полный цикл смен времён года (зима, весна, лето, осень). Лишь после создания гелиоцентрической теории было доказано, что понятие года неразрывно связано (а также наклоном земной оси). Для повышения точности вычисления траекторий небесных тел и решения других астрономических задач необходимо было чёткое определение термина «год», в результате чего на свет появилось несколько его трактовок:

Тропический год: временной отрезок, за который Солнце возвращается в изначальное положение на небесной сфере (с точки зрения наблюдателя на поверхности Земли). Продолжительность – 365 дней 5 часов 48 минут 45.19 секунд (незначительно меняется каждый год).

Сидерический: временной отрезок, за который Земля делает полный оборот вокруг Солнца и возвращается в начальную точку (отсчёт ведётся относительно звёзд, положение которых на небесной сфере изменяется очень медленно). Продолжительность — 365 дней 6 часов 9 минут 8,97 секунд.

Аномалистический год: временной отрезок, за который наша планета возвращается в определённую точку собственной орбиты – перицентр. Продолжительность – 365 дней 6 часов 13 минут 52,6 секунд.

Календарный год: временной отрезок, приближённо обозначающий полный сезонный цикл. Продолжительность 365 дней (в григорианском календаре).


Стоит отметить, что в современном календаре через каждые 4 года происходит увеличение годичного цикла на один день. Это связано с тем, что «лишние» четверти суток в конце каждого года суммируются и прибавляются к каждому пятому году.

Что такое месяц?

Понятие месяца большинство людей также ассоциируют с современным календарём. Однако исторически 30-дневный цикл привязан к лунному календарю, а точнее к 29-дневному периоду полной смены фаз единственного спутника нашей планеты. Такой месяц носит название синодического и длится 29 суток 12 часов 44 минуты и 2,8 секунд. По аналогии с годом (лунный) месяц может быть также тропическим, сидерическим и аномалистическим.

Большинство народов давали название тому или иному месяцу в соответствии с его свойствами, но в современном григорианском календаре проследить такие закономерности трудно. Дело в том, что название месяцев в этой системе заимствованы из латинского юлианского календаря, поэтому если перевести их на русский, то они получат однозначный смысл: сентябрь – седьмой, октябрь – восьмой, август – назван в честь Октавиана Августа, июль – в честь Юлия Цезаря и т.д.

Что такое сутки?

С астрономической точки зрения сутки являются периодом полного оборота Земли вокруг своей оси, поэтому у этого термина нет такого разнообразия интерпретаций, как у года и месяца. Учёные выделяют земные сутки (полный цикл день/ночь, видимый для наблюдателя с поверхности Земли. Продолжительность – 24 часа) и звёздные сутки (полный цикл для стороннего наблюдателя. Продолжительность – 23 часа 56 минут 4 секунды).

Такая разница объясняется тем фактом, что за сутки наша планета несколько продвигается по свое орбите, поэтому для завершения цикла для земного наблюдателя планета должна немного «довернуться». Также стоит отметить, что разделение суток на 24 часа является абсолютно условным делением, которое продиктовано культурными особенностями европейской культуры (в истории есть примеры того, как различные народы делили сутки на 10, 22, 30 частей, которые, к тому же, могли быть неодинаковыми по продолжительности).


Из-за действия сил гравитации Солнца скорость вращения нашей планеты очень медленно замедляется, в результате чего продолжительность суток увеличивается. Например, 500 млн. лет назад в сутках было всего 20,5 часов, следовательно, за каждое столетие этот важный временной промежуток увеличивается на 2 миллисекунды.

Среднее долговременное замедление вращения Земли

В 1995 году пара учёных из Даремского университета (Великобритания) и офиса Королевского морского альманаха тщательно изучили историческую информацию о солнечных и лунных затмениях с 700 года до н.э. по 1990 год из Вавилона, Древней Греции, арабских доминионов, Древнего Китая и Европы - все эти цивилизации обладали продвинутыми знаниями астрономии и вели записи о солнечных и лунных затмениях. Анализ исторических данных в совокупности с современной информацией позволил впервые составить график долговременных флуктуаций во вращении нашей планеты. Подтвердилась теория, что Земля вращается не с одинаковой скоростью. Она периодически разгоняется и замедляется, с долговременной тенденцией к постепенному замедлению.

Спустя 21 год те же учёные разработали уточнённый исторический график вращения Земли. В него включены новые исторические данные: примерно на 25% больше информации о солнечных затмениях из Вавилона, а также скорректированные данные о затмениях из Древнего Китая, в которых исправлены неточности из-за ошибок интерпретации. Кроме того, учёные взяли новый архив лунных затмений с 1623 по 2015 годы , который составлен с учётом самых последних и точных эфемерид Луны, положения звёзд и контура Луны во время затмений. Информация получена от Лаборатории реактивного движения НАСА.

После обновления таблиц затмений по результатам исторических записей учёные вычислили разницу между временем затмения по относительному всемирному времени (Universal Time, UT) и по абсолютному земному времени (TT). Земное время - современный астрономический стандарт, разработанный Международным астрономическим союзом для определения времени астрономических наблюдений, сделанных с поверхности Земли. Он разработан согласно гравитационной модели Солнечной системы и не зависит от фактических изменений в скорости вращения Земли.

Дельта времени (ΔT) в таблице и на графиках соответствует разнице между TT и UT. С середины 1955 года, когда на Земле начали работать высокоточные атомные часы, TT определяется как время по атомным часам (TAI) плюс 32,184 секунды. По шкале TT одни сутки определяются как 86 400 секунд СИ. По шкале UT одни сутки соответствуют среднему значению солнечных суток, исходя из среднего периода обращения Земли вокруг своей оси.

Текущие флуктуации в скорости вращения Земли точно определяются по информации со спутников на земной орбите и взаимному положению Земли и Луны. Лазерные дальномеры позволили точно вычислить приливное ускорение в системе Земля-Луна (n): это −25.82±0.03′′ cy −2 .

Поэтому ΔT для изменения вращения под воздействием приливного ускорения будет со временем изменяться как парабола:

В этой формуле t соответствует юлианским столетиям после 1820 года.

Нужно заметить, что из-за большой массы Луны (примерно 1/81 земной массы) систему Земля-Луна можно рассматривать как двойную планетарную систему, а не как планету со спутником.

Данные с лазерных дальномеров по Луне и информация о приливном ускорении доступна только за последние примерно 50 лет, но эта формула вполне применима к историческим данным астрономических наблюдений, потому что система Земли и Луны не изменилась.

Учёные постарались определить, каким образом на скорость вращения Земли в минувшие века влияли другие неизвестные факторы, кроме приливного ускорения.

Вот как выглядит диаграмма изменения ΔT по результатам всех наблюдений до 1600 года, точнее - до полного солнечного затмения 1567 года.

Измерения после 1600 года и тем более после 1700 года с применением более совершенных приборов (телескопов) значительно снизили погрешность измерений.

Вот как выглядит диаграмма изменения ΔT по результатам наблюдений c 1623 года по 2015 год.

Если использовать вышеупомянутую параболу и представить её в виде прямой линии, то долговременные флуктуации скорости вращения Земли образуют следующую картину.

Учёные делают вывод, что только приливным ускорением невозможно объяснить флуктуации в скорости вращения Земли. Очевидно, на вращение планеты влияют другие силы. Например, это может быть комбинация гляциоизостазии (вертикальные движения земной поверхности) и гравитационного взаимодействия ядра с мантией Земли.

По результатам анализа всех исторических данных можно вычислить среднее долговременное замедление вращения Земли, которое составляет примерно 1,78 миллисекунды в столетие.

Научная работа и все исходные данные в табличном виде опубликована 7 декабря 2016 года в журнале Proceedings of the Royal Society в открытом доступе для дальнейшей обработки астрономами и астрологами (представители этой псевдонауки тоже предпочитают использовать реальные научные данные).