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태양시

Solar time
지구와 같은 순행 행성에서는 항성일이 태양일보다 짧다.시간 1에 태양과 어떤 먼 별은 둘 다 머리 위에 있다.시간 2에서 행성은 360° 회전하고 먼 별은 다시 머리 위로 올라갑니다(1→2 = 1 항성일).그러나 조금 뒤인 3시에야 태양이 다시 머리 위로 올라갑니다(1→3=1 태양일).간단히 말해서, 1-2는 지구의 완전한 자전이지만, 태양 주위의 공전이 지구에서 태양을 보는 각도에 영향을 미치기 때문에, 1-3은 돌아오는 데 정오에 걸리는 시간입니다.

태양 시간은 하늘의 태양의 위치에 따라 시간의 흐름을 계산한 것입니다.태양 시간의 기본 단위는 시노딕 자전 주기에 기초한 낮이다.태양 시간에는 외관상 태양 시간과 평균 태양 시간(시계 시간)이 있습니다.

서론

지구의 이심률을 보여주는 태양의 궤도

땅속에 수직으로 고정된 높은 기둥은 어느 맑은 날에도 그림자를 드리운다.하루 중 한 순간에 그림자는 정확히 북쪽이나 남쪽을 가리킬 것이다(혹은 태양이 머리 위로 바로 이동하면 사라진다).그 순간은 현지 시각 정오 또는 현지 시각으로 12:00입니다.약 24시간 후, 그림자는 다시 남북으로 향할 것이고, 태양은 지구 축을 중심으로 360도 호를 덮고 있는 것으로 보인다.태양이 정확히 15도(둘 다 지구의 축에 수직인 평면에서 측정되는 원의 1/24도)를 덮었을 때, 현지 시각은 정확히 13:00입니다. 15도 더 지나면 정확히 14:00가 됩니다.

문제는 9월에 태양이 12월에 비해 겉으로 보이는 공전을 하는 데 걸리는 시간이 더 적다는 것이다; 태양 시간의 24 "시간"은 24시간보다 21초 더 짧거나 29초 더 많을 수 있다.이러한 변화는 시간 방정식에 의해 수량화되며, 지구 궤도의 이심률(예: 지구의 궤도는 1년 동안 지구와 태양 거리가 변화한다는 의미)과 지구 축이 궤도 평면에 수직이 아니라는 사실(이른바 황도의 경사도)에 기인합니다.

이것의 효과는 일정한 속도로 달리는 시계(예: 매시간 같은 수의 진자 흔들림을 완료함)는 실제 태양을 따라갈 수 없다는 것입니다; 대신에 그것은 [1]1년 동안 실제 태양의 평균 속도와 일치하는 일정한 속도로 천구의 적도를 따라 이동하는 상상 속의 "평균 태양"을 따릅니다.이것은 "평균 태양 시간"으로, 여전히 한 세기에서 다음 세기로 완전히 일정하지는 않지만 대부분의 목적에 충분히 가깝습니다.현재 [when?]평균 태양일은 약 86,400.002 SI초입니다.[2]

두 종류의 태양 시간은 1950년대까지 천문학자들이 사용했던 세 가지 종류의 시간 계산 중 하나이다. (세 번째 종류의 전통적인 시간 계산은 태양 이외의 별들의 겉보기 운동에 기초한다.)[3]1950년대에 이르러 지구의 자전 속도가 일정하지 않다는 것이 분명해지자 천문학자들은 태양계 물체의 궤도에 기초한 시간 척도인 후천적 시간을 개발했다.

겉보기 태양시

다음 항목도 참조하십시오.태양일

겉으로 보이는 태양은 [4]지구상의 관찰자가 보는 진정한 태양이다.겉보기 태양시 또는 진짜 태양시는[a] 실제 태양의 겉보기 운동에 기초한다.이는 태양이 지역 [5][6]자오선으로 두 번 연속적으로 돌아오는 간격인 겉보기 태양일을 기준으로 합니다.태양 시간은 해시계로 대략 측정할 수 있다.화성의 등가물은 화성 현지 태양시(LTST)[7][8]라고 불린다.

태양일의 길이는 1년에 걸쳐 다양하며, 누적된 효과는 평균에서 최대 16분의 계절적 편차를 발생시킨다.그 영향에는 두 가지 주요 원인이 있습니다.첫째, 지구 궤도의 이심률 때문에, 지구는 태양에서 가장 가까울 때(원일점) 더 빠르게 움직이고 태양에서 가장 멀 때(원일점) 더 느리게 움직입니다.둘째, 지구의 축방향 기울기 때문에(황도의 경사라고 알려져 있음) 태양의 연간 운동은 지구의 천구 적도로 기울어진 큰 원(황도)을 따라갑니다.태양이 양쪽 분점에서 적도를 교차할 때, 태양의 일일 이동은 적도에 대한 각도가 되므로, 적도에 대한 이 이동의 투영도는 그 해의 평균보다 작습니다; 태양이 두 용점에서 적도에서 가장 멀리 있을 때, 하루에서 다음으로의 태양의 위치 이동은 파입니다.적도에 대립하므로 이 이동의 적도에 대한 투영도가 연중 평균보다 커집니다(열대년 참조).태양이 천구의 적도에서 가장 먼 6월과 12월에, 황도를 따라 주어진 이동은 적도에서 큰 이동에 해당합니다.그러므로, 겉으로 보이는 태양일은 6월이나 12월보다 3월과 9월이 더 짧다.

겉보기 태양일의 길이(1998년)[9]
날짜. 평균 태양 시간 지속 시간
2월 11일 24시간이 모자라
3월 26일 24시간 - 18.1초
5월 14일 24시간이 모자라
6월 19일 24시간 + 13.1초
7월 25일/26일 24시간이 모자라
9월 16일 24시간 - 21.3초
11월 2/3일 24시간이 모자라
12월 22일 24시간 + 29.9초

이러한 길이는 몇 년 후, 그리고 수천 년 후에 크게 바뀔 것입니다.

평균 태양시

주요 기사:세계시
시간 방정식: 해시계는 로컬 평균 시간을 나타내는 클락에 비해 빠르게 표시되고, 해시계는 축 아래쪽에 느리게 표시됩니다.

평균 태양 시간은 평균 태양의 시간당 + 12시간입니다.이 12시간 간격은 각 날이 민간의 목적을 위해 자정에 시작하도록 결정한 반면, 시간 각도 또는 평균 태양은 지역 [10]자오선에서 측정됩니다.2009년 현재, 이것은 다른 은하에 위치한 전파원의 일주 운동을 수학적으로 관측하여 구성된 UT1 시간 척도로 실현됩니다.[11]: 68, 326 [12]일광의 지속 시간은 1년 동안 다양하지만, 평균 태양일의 길이는 겉으로 보이는 [13]태양일과 달리 거의 일정하다.겉으로 보이는 태양일은 평균 [9][14]태양일보다 20초 짧을 수도 있고 30초 길 수도 있다.긴 날과 짧은 날이 연속적으로 발생하므로 평균 시간이 2월 6일 근처에서는 겉보기 시간보다 약 14분 앞서고 11월 3일 근처에서는 겉보기 시간보다 약 16분 늦어질 때까지 차이가 누적됩니다.시간의 방정식은 이 차이입니다. 이 차이는 주기적이고 매년 누적되지 않습니다.

평균 시간은 평균 태양 다음에 온다.Jean Meus는 평균 태양을 다음과 같이 묘사합니다.

황도를 따라 일정한 속도로 이동하고 근점과 원점에서 진정한 태양과 일치하는 첫 번째 가상의 태양을 생각해 보자(각각 지구가 근일점과 원일점에 있을 때).그런 다음, 천상의 적도를 따라 일정한 속도로 이동하는 두 번째 가상의 태양과 분점의 첫 번째 가상의 태양과 일치한다고 생각해 보세요.이 두 번째 가상의 태양은 못된[15] 태양이다.

평균 태양일의 길이는 지구에 의한 달의 조석 가속과 그에 따른 달에 의한 지구의 자전의 둔화로 인해 서서히 증가하고 있다.

역사

다음 항목도 참조하십시오.시간 기록 장치 이력
뉘른베르크 연대기, 1493년 해와 달

태양은 항상 하늘에서 볼 수 있었고, 그 위치는 고대에 사용된 시간 기록 방법인 겉보기 태양 시간의 기초를 형성합니다.기원전 [16]3500년경에 만들어진 이집트 오벨리스크, 기원전 [17]2300년 중국의 그노몬, 기원전 1500년경의[18] 이집트 해시계는 태양의 위치를 측정하는 가장 초기의 방법 중 하나이다.

바빌로니아의 천문학자들은 일 년 내내 낮의 시간이 다양하다는 것을 알았다.기원전 649년의 태블릿에서는 가장 긴 날에서 가장 짧은 날까지 2:1의 비율을 사용하고 선형 지그재그 [19]함수를 사용하여 변동을 추정했습니다.그들이 태양일 길이의 변화와 그에 상응하는 시간 방정식을 알고 있었는지는 분명하지 않다.프톨레마이오스는 그의 알마게스트(2세기)에서 평균 태양일과 겉으로 보이는 태양일을 명확하게 구별하고, 그는 그의 핸디 테이블에 [20]시간 방정식을 표로 만들었다.

겉보기 태양 시간은 상업이 증가하고 기계 시계가 개선되면서 유용성이 떨어졌다.평균 태양 시간은 1834년 영국과 1835년 프랑스에서 도입되었다.태양은 하늘의 큰 크기 때문에 직접 관측하기 어려웠기 때문에, 평균 태양 시간은 점 같은 관측을 이용하여 별들이 관측한 시간의 고정 비율로 결정되었다.자정부터의 "평균 태양 시간"[11]: 9–11 을 측정하기 위한 구체적인 기준은 세계시라고 불리게 되었다.

개념적으로 세계시는 태양에 대한 지구의 자전이며, 따라서 평균 태양시이다.그러나 1955년 이후 일반적으로 사용되는 UT1은 회전할 때 지구의 극성 운동을 보정하는 약간 다른 회전 정의를 사용합니다.이 보정된 평균 태양 시간과 조정된 세계시(UTC) 사이의 차이는 윤초가 필요한지 여부를 결정한다.(UTC 시간 척도는 1972년부터 SI 초 단위로 실행되어 왔으며, SI 초는 이미 채택되었을 때 현재 평균 태양 시간 [21]두 번째 값보다 약간 짧았다.<<[11]: 227–231 > >

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ apparent'는 영어 출처에서 흔히 쓰이지만, 'true'는 프랑스 천문 문헌에서 쓰이고 영어 출처에서 거의 흔해졌다.참조:
    • Vince, Samuel (1797). A Complete System Of Astronomy Vol 1. Cambridge University Press. p. 44. What we call apparent time the French call true
    • "Comprendre - Concepts fondamentaux - Echelles de temps". Bureau des Longitudes (in French). November 23, 2009. Archived from the original on November 23, 2009. temps vrai [true time]
    • Allison, Michael; Schmunk, Robert (June 30, 2015). "Technical Notes on Mars Solar Time as Adopted by the Mars24 Sunclock". Goddard Institute for Space Studies. National Aeronautics and Space Administration. Archived from the original on September 25, 2015. Retrieved October 8, 2015. the solar hour angle or True Solar Time (TST)

레퍼런스

  1. ^ "solar time, mean". Glossary, Astronomical Almanac Online. Her Majesty's Nautical Almanac Office and the United States Naval Observatory. 2021.
  2. ^ "Leap Seconds". Time Service Department, United States Naval Observatory. 1999. Archived from the original on March 12, 2015.
  3. ^ 이 3종류의 시간에 대해서는, 「Wayback Machine 」에서, 「1902 용 연감 Connaissance des Temps」(759 페이지, 2011년 8월 10일 아카이브)의 설명 섹션을 참조해 주세요.
  4. ^ Tatum, J.B. (March 27, 2022). "Celestial Mechanics Chapter 6" (PDF). University of Victoria. Archived (PDF) from the original on September 23, 2015.
  5. ^ "solar time, apparent". Glossary, Astronomical Almanac Online. Her Majesty's Nautical Almanac Office and the United States Naval Observatory. 2021.
  6. ^ Yallop, B. D.; Hohenker, C. Y. (August 1989). "Astronomical Information Sheet No. 58" (PDF). HM Nautical Almanac Office. Solar Location Diagram.
  7. ^ Allison, Michael; Schmunk, Robert (June 30, 2015). "Technical Notes on Mars Solar Time as Adopted by the Mars24 Sunclock". Goddard Institute for Space Studies. National Aeronautics and Space Administration. Archived from the original on September 25, 2015. Retrieved October 8, 2015.
  8. ^ Allison, Michael; McEwen, Megan (2000). "A post-Pathfinder evaluation of areocentric solar coordinates with improved timing recipes for Mars seasonal/diurnal climate studies". Planetary and Space Science. 48 (2–3): 215. Bibcode:2000P&SS...48..215A. doi:10.1016/S0032-0633(99)00092-6. hdl:2060/20000097895. Archived from the original on June 23, 2015.
  9. ^ a b Jean Meus(1997), 수학 천문학 조각(리치몬드, VA: 윌만 벨) 346. ISBN 0-943396-51-4.
  10. ^ Hilton, James L; McCarthy, Dennis D. (2013). "Precession, Nutation, Polar Motion, and Earth Rotation". In Urban, Sean E.; Seidelmann, P. Kenneth (eds.). Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac (3rd ed.). Mill Valley, CA: University Science Books. ISBN 978-1-891389-85-6.
  11. ^ a b c McCarthy, D. D.; Seidelmann, P. K. (2009). TIME From Earth Rotation to Atomic Physics. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGa. ISBN 978-3-527-40780-4.
  12. ^ Capitaine, N, 월리스, P.T., 매카시, D.D.(2003년)."표현 UT1의 국제 천문 연맹 2000년 정의를 구현하는 방법".천문학과 천체 물리학.406(3):1135–1149.Bibcode:2003A&A...406.1135C. doi:10.1051/0004-6361:20030817.(또는 pdf형태);그리고 UT1는 일부 이전 정의를 아오키, S.;Guinot, B;카플란, G.H.;기노시타, H., 매카시, D.D.;Seidelmann, P.K.(1982년)참조하십시오."보편적인 시간의 새로운 정의는".천문학과 천체 물리학.105(2):359–361.Bibcode:1982A&...105..359A.
  13. ^ 평균 태양일에 영향을 미치는 약간의 변화는 δT 기사를 참조하십시오.
  14. ^ Ricci, Pierpaolo. "The duration of the true solar day". pierpaoloricci.it. Archived from the original on August 26, 2009.
  15. ^ Meus, J. (1998년)천문 알고리즘제2판리치몬드 벨: 183페이지
  16. ^ "A Walk Through Time - Early Clocks". NIST. August 12, 2009.
  17. ^ Li, Geng (2015). "Gnomons in Ancient China". In Ruggles, C. (ed.). Handbook of Archaeoastronomy and Ethnoastronomy. pp. 2095–2104. Bibcode:2015hae..book.2095L. doi:10.1007/978-1-4614-6141-8_219. ISBN 978-1-4614-6140-1.
  18. ^ Vodolazhskaya, L.N. (2014). "Reconstruction of ancient Egyptian sundials" (PDF). Archaeoastronomy and Ancient Technologies. 2 (2): 1–18.
  19. ^ Pingree, David; Reiner, Erica (1974). "A Neo-Babylonian Report on Seasonal Hours". Archiv für Orientforschung. 25: 50–55. ISSN 0066-6440. JSTOR 41636303.
  20. ^ Neugebauer, Otto (1975), A History of Ancient Mathematical Astronomy, New York / Heidelberg / Berlin: Springer-Verlag, pp. 984–986, ISBN 978-0-387-06995-1
  21. ^ :(1) D McCarthy, C Hackman 및 R A Nelson의 천문학 저널 vol.136(2008), 1906-1908 페이지에는 "SI 초는 너무 작은 UT1의 두 번째 시작과 동일한 이전 측정치에 해당한다"고 명시되어 있다.스크리펜시는 넓어진다.":(2) 1950년대 후반 세슘 표준은 평균 태양 시간(UT2)의 두 번째 평균 길이(결과: 9192631830 주기)와 후생 시간(ET)의 두 번째 평균 길이(결과: 9192631770 ± 20 주기)를 모두 측정하기 위해 사용되었다. "시간 척도", 10월 19일까지 참조., vol.4(최신), 페이지120-199, 페이지120.잘 알려진 바와 같이 SI 두 번째 수치는 9192631770으로 결정되었다.L Essen은 1968년 같은 기사에서 (p.162) 이것이 "UT2의 변화를 볼 때 합리적인 것으로 보인다"고 말했다.

외부 링크