사이드리얼타임

Sidereal time
A sidereal day is 1 Earth rotation relative to the stars; a solar day is 1 Earth rotation relative to the Sun. The Earth rotates 366 times per 'normal' 365-day year relative to the stars, so Earth's sidereal day is 4 minutes shorter than Earth's solar day.
사이드리얼 데이와 종래의 태양일의 차이를 설명하는 포스터 사진.
사이드리얼 데이와 태양일의 차이를 보여주는 애니메이션.

사이드리얼 타임(sidereal time, /sa ɪˈd ɪəə, s ə-/sy-DEE-ə, s ə-)은 천문학자들이 특히 사용하는 시간 기록 시스템입니다.측면 실시간과 천체 좌표계를 이용하면 밤하늘천체 위치를 쉽게 파악할 수 있습니다.사이드리얼 타임은 "고정된 별들에 대해 측정된 지구의 자전 속도에 기초한 시간 척도"입니다.[1]

같은 위치에서 볼 때, 하늘의 한 위치에서 보이는 별은 낮 또는 밤의 같은 시간에 다른 밤의 같은 위치에서 볼 수 있습니다.이것은 해시계에 의해 유지되는 시간(태양 시간)이 태양의 위치를 찾는데 사용되는 방법과 유사합니다.지구의 자전으로 해와 이 동쪽에서 뜨고 서쪽으로 지는 것처럼 별들도 마찬가지입니다.태양 시간과 측면 현실 시간은 지구가 극축을 중심으로 회전하는 규칙성을 이용합니다. 태양 시간은 하늘에 있는 태양의 위치에 따라 계산되는 반면 측면 현실 시간은 이론적인 천구의 고정된 별들의 위치에 대략 기초합니다.

좀 더 정확하게 말하자면, 측실시간은 관측자자오선에서 3월분(북반구의 춘분)과 두 천체의 극을 지나는 거대한 원까지의 각도이며, 보통 시간, 분, 초 단위로 표현됩니다.(측면 시간의 맥락에서, "3월 추분" 또는 "equinox" 또는 "양자리의 첫 번째 점"은 현재 지구의 중심에서 지구 적도와 태양 주위의 지구 궤도가 교차하여 형성된 선을 따라 물고기자리 방향으로 향하는 방향입니다. 고대에는 양자리 방향이었습니다.[2] 일반적인 시계의 일반적인 시간(평균 태양 시간 사용)은 지구의 축 방향 회전뿐만 아니라 태양 주위를 도는 지구의 궤도에 영향을 받아 약간 더 긴 주기를 측정합니다.

추분 자체는 고정된 별들에 비해 서쪽으로 천천히 진행하여 약 25,800년 만에 한 번의 공전을 완료합니다. 따라서 잘못 명명된 "사이드리얼" 날("sidereal"은 "별"을 의미하는 라틴어 sidus에서 파생됨)은 고정된 별들에 비해 지구의 실제 자전 주기인 항성일보다 0.0084초 짧습니다.[3]약간 더 긴 항성 주기는 지구 자전각(ERA), 이전의 항성각으로 측정됩니다.[4]평균자책점이 360° 증가하면 지구가 완전히 자전하는 것입니다.

지구에서의 부등일은 약 86164.0905초(23시간 56분 4.0905초 또는 23.9344696시간)입니다. (초는 국제단위계에 따라 정의되며, 에페메리스 초와 혼동하지 마십시오.매일 특정 장소와 시간의 측면 현실 시간은 지역 시민 시간(태양 시간 기준)보다 약 4분 짧으므로, 완전한 해 동안 측면 현실 "일수"가 태양 일수보다 1일 더 많습니다.

태양시간과 비교

사이드리얼 타임 vs 솔라 타임.왼쪽 위: 멀리 떨어져 있는 별(주황색 작은 별)과 태양이 자오선 m위치해 있습니다.중심: 멀리 있는 별만이 극에 달합니다(평균적인 측면 현실일).맞습니다. 몇 분 후 태양은 다시 자오선에 있습니다.태양일이 완성되었습니다.

태양시간은 태양의 일주운동에 의해 측정됩니다.태양이 정확히 남위 또는 북위에 있는 순간(관측자의 위도와 계절에 따라 다름)을 태양으로 볼 수 있습니다.평균 태양일(우리가 보통 "하루"라고 측정하는 것)은 지역 태양 정오 사이의 평균 시간(평균적으로 1년에 걸쳐 약간씩 변하기 때문에)입니다.

지구는 각 축을 중심으로 하루에 한 바퀴씩 회전합니다. 그 시간 동안 짧은 거리(약 1°)를 이동합니다.태양 주위의 궤도를 따라서따라서 태양이 태양 시간으로 정오에 도달하기 전에 지구는 여전히 약간 더 회전해야 합니다.따라서 평균 태양일은 측면일보다 거의 4분이 더 깁니다.

별들은 너무 멀리 떨어져 있어서 궤도를 따라 지구의 움직임은 겉보기 방향에 거의 차이가 없습니다(극단적인 정확도로 측정할 경우 가장 가까운 별들은 제외). 그래서 그들은 매일 같은 시간에 가장 높은 지점으로 돌아갑니다.

이 차이를 이해할 수 있는 또 다른 방법은 지구에서 볼 때 태양의 위치가 매일 같은 시간에 지구 주위를 1년에 한 번씩 이동하는 것처럼 보인다는 것입니다.1년은 태양일이 365.24이지만 부등일은 366.24입니다.따라서, 동전 회전 역설의 관측과 유사하게, 태양일은 측면일보다 1년에 한 번 더 적습니다.[5]이것은 사이드리얼 데이를 대략적으로 만듭니다.24시간 태양일의 길이의 365.24/366.24배.

세차운동의 영향

지구의 자전은 항상 자신과 평행하게 유지되는 축을 중심으로 하는 단순한 자전이 아닙니다.지구의 자전축 자체는 지구의 궤도면과 직교하는 두 번째 축을 중심으로 자전하며, 완전한 자전을 수행하는 데 약 25,800년이 걸립니다.이 현상을 추분의 세차운동이라고 합니다.이 세차운동 때문에, 별들은 지구 주위를 단순한 일정한 회전보다 더 복잡한 방식으로 이동하는 것처럼 보입니다.

이 때문에 천문학과 측지학에서 지구의 방위를 간단히 설명하기 위해 지구의 세차운동을 따르는 기준틀을 기준으로 하늘의 별들의 위치를 적위적위에 따라 도표화하고, 지구의 자전을 사이드리얼 타임을 통해 상대적으로 추적하는 것이 종래의 방법이었습니다.이 프레임에도 적용됩니다. (기존의 기준 프레임은 항성 목록을 위해 1998년에 국제천체기준 프레임으로 대체되었으며, 이 프레임은 은하계 외 전파원에 대해 고정되어 있습니다.거리가 너무 멀기 때문에, 이 소스들은 눈에 띄는 적절한 움직임이 없습니다.)[6]이 기준 틀에서 지구의 자전은 상수에 가깝지만 별들은 약 25,800년의 주기로 천천히 회전하는 것으로 보입니다.또한 지구의 계절과 관련된 해인 열대년(또는 태양년)이 태양 주위를 도는 지구의 한 궤도를 나타낸다는 것도 이러한 기준의 틀에서 볼 수 있습니다.측면일의 정확한 정의는 이 가공 기준 틀에서 지구를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간입니다.

현대적 정의

과거에는 사진용 지네관댄존 천문대 같은 도구로 별을 관측함으로써 시간을 측정했고, 정의된 선을 가로지르는 별의 통과는 관측 시계와 시간이 맞았습니다.그런 다음 항성 목록에서 항성의 적경을 이용하여 항성이 관측소의 자오선을 통과해야 하는 시간을 계산하고 관측소 시계가 유지하는 시간에 대한 보정을 계산했습니다.사이드리얼 타임은 3월 추분이 현지 사이드리얼 타임 0시간에 천문대의 자오선을 통과하도록 정의되었습니다.[7]

1970년대부터 전파천문학적 방법은 매우 긴 기준선 간섭계(VLBI)와 펄서 타이밍이 가장 정확한 측성계를 위한 광학 기기를 앞질렀습니다.그 결과 VLBI를 사용하여 UT1(경도 0°에서의 평균 태양 시간)을 측정하고 지구 회전 각도의 새로운 측정값과 측면 실시간의 새로운 정의가 도출되었습니다.이러한 변화는 2003년 1월 1일부터 효력을 가지게 되었습니다.[8]

접지 회전각

지구 자전각(ERA)은 적도를 따라 순간적인 움직임이 없는 [9]천상의 중간 원점, 즉 천상의 중간 원점에서 지구의 자전을 측정합니다. 원래는 자전하지 않는 원점이라고 불렸습니다.이 지점은 J2000년의 춘분점과 매우 가깝습니다.[10]

라디안 단위로 측정된 ERA는 UT1과 간단한 선형 관계에 의해 연관됩니다.[3]

여기서 tU 줄리안 UT1 날짜(JD)에서 2451545.0을 뺀 값입니다.선형 계수는 지구가 자체 축을 중심으로 회전하는 속도를 나타냅니다.

ERA는 GIST(Greenwich Expect Sidereal Time)를 대체합니다.GAS의 천구 적도에서의 원점은 적도와 황도의 움직임으로 인해 이동합니다.ERA의 원점에 대한 움직임이 없다는 것은 상당한 장점으로 여겨집니다.[11]

ERA는 다른 단위로 변환될 수 있습니다. 예를 들어 2017년 천문연감에서는 도, 분, 초로 표를 작성했습니다.[12]

예를 들어, 2017년 올해의 천문 연감은 2017년 1월 0시 1분 UT1의 ERA를 100°37' 12.4365 ″로 제시했습니다.

평균 및 겉보기 품종

존 아놀드 & 손이 만든, 세계에서 현존하는 두 개의 사이드 리얼 앵글 시계 중 하나.그것은 이전에 조지 셔크버그 에블린 경에 의해 소유되었습니다.그것은 런던 그리니치 왕립 천문대에 전시되어 있습니다.

ERA는 측면 실시간을 대체하기 위한 것이지만, 전환 중이나 오래된 데이터 및 문서 작업 시 측면 실시간에 대한 정의를 유지할 필요가 있습니다.

태양 시간을 의미하는 것과 유사하게, 지구의 모든 위치는 점의 경도에 따라 고유의 로컬 사이드 리얼 타임(LST)이 있습니다.모든 경도에 대한 표를 발표하는 것이 가능하지 않기 때문에, 천문표는 IERS 기준 자오선에서 측면 실시간인 GST(Greenwich side real time)를 사용하며, 덜 정확하게는 그리니치 또는 프라임 자오선이라고 불립니다.두 가지 종류가 있는데, 평균 적도와 날짜의 추분을 사용할 경우 평균 측면 실시간과 겉보기 적도와 날짜의 추분을 사용할 경우 겉보기 측면 실시간입니다.전자는 천문학적인 각성의 효과를 무시하는 반면 후자는 그것을 포함합니다.위치 선택이 천문학적 너트 포함 여부 선택과 결합되면 GMST, LMST, GAST, LAST 결과라는 두문자어가 됩니다.

다음 관계가 참입니다.[14]

현지 평균 측위 실시간 = GMST + 동경
국소적 겉보기 측면 실시간 = GAST + 동경

그리니치 평균과 겉보기 측면 실시간의 새로운 정의는 다음과 같습니다(2003년 이후, 위 참조).

θ은 지구 회전각, E는 누적 세차운동, E는 누적 세차운동을 나타내는 원점 방정식입니다.Urban & Seidelmann의 6장에서 세차운동과 회전운동에 대한 계산이 설명되었습니다.

예를 들어, 2017년 올해의 천문 연감은 2017년 1월 0시 1분 UT1의 ERA를 100°37' 12.4365 ″로 제시했습니다.GAST는 6시간 43분 20.7109초였습니다.GMST의 경우 시간과 분은 같았지만 두 번째는 21.1060이었습니다.[13]

태양시간과 측면시간의 관계

천문 시계는 태양 시간과 태양 시간을 모두 보여주는 다이얼을 사용합니다.

일정 간격 I를 평균 태양 시간(UT1)과 측면 실시간으로 측정하면 측면 실시간이 UT1일보다 짧기 때문에 UT1보다 측면 실시간에서 수치 값이 더 커집니다.비율은 다음과 같습니다.

는 2000년 1월 1일 정오 이후 경과한 율리우스 세기의 수를 나타내는 것입니다.[16]

다른 행성의 태양일과 비교했을 때 부수적인 날들

8개의 태양계 행성 중 6개의 행성이 진행회전을 하고 있는데, 즉 태양을 공전하는 방향과 같은 방향으로 1년에 한 번 이상 회전하기 때문에 동쪽에서 해가 뜨는 것입니다.[17]그러나 금성과 천왕성역행회전을 합니다.진행 회전의 경우, 태양일과 태양일의 길이와 관련된 공식은 다음과 같습니다.

공전 주기당 측면일 수 = 1 + 공전 주기당 태양일 수

또는 이와 동등하게:

태양일 길이 = 측면일 길이/1 - 측면일 길이/ orbital 기간

하지만 역회전 공식을 계산할 때는 분모의 연산자가 플러스 기호가 됩니다.이는 행성의 자전이 궤도 운동 방향과 반대가 되기 때문에 태양일이 역행 자전을 위한 측실일보다 짧기 때문입니다.

만약 행성이 진행운동을 하고, 측실일이 정확히 공전주기와 같다면, 위의 공식은 무한히 긴 태양일(0으로 나눗셈)을 제공합니다.이것은 동시 회전하는 행성의 경우입니다; 한 반구는 영원한 낮을 경험하고, 다른 반구는 영원한 밤을 경험하고, 그들을 분리하는 "환상 벨트"를 경험합니다.

지구보다 태양에서 더 멀리 떨어져 있는 모든 태양계 행성은 태양을 중심으로 공전할 때마다 많은 회전을 경험하기 때문에 태양일의 길이와 태양일의 길이 사이에는 작은 차이가 있을 뿐이며, 전자와 후자의 비율은 지구의 비율인 0.997보다 결코 작지 않습니다.하지만 수성과 금성의 상황은 매우 다릅니다.수성의 항성일은 공전 주기의 약 3분의 2이기 때문에, 진행 공식에 따라 태양일은 태양을 중심으로 두 바퀴를 돌면서 지속되는데, 즉 태양일의 길이는 태양일의 3배입니다.금성은 공전주기 224.7일의 약 1.08배인 243.0일 동안 역행하여 자전합니다. 따라서 역행 공식에 따르면 금성의 태양일은 116.8일이고 공전주기당 1.9일입니다.

관례적으로 행성의 자전 주기는 특별한 규정이 없는 한 현실적인 용어로 주어집니다.

참고 항목

메모들

인용문

  1. ^ NIST n.d.더 정확한 정의는 아래에 나와 있습니다.
  2. ^ Urban & Seidelmann 2013, "Glossary" s.v. 시 각도, 시 원, 측면 실시간
  3. ^ a b Urban & Seidelmann 2013, 페이지 78.
  4. ^ IERS 2013.
  5. ^ Bartlett, A. K. (1904). "Solar and Sidereal Time". Popular Astronomy. 12: 649–651. Bibcode:1904PA.....12..649B.
  6. ^ Urban & Seidelmann 2013, p. 105.
  7. ^ ES1 1961, Ch 3, "시간 측정 시스템".
  8. ^ Urban & Seidelmann 2013, pp. 78–81, 112.
  9. ^ "Celestial Intermediate Origin (CIO)". Glossary of the IERS Conventions (2010).
  10. ^ "Celestial Ephemeris Origin". Glossary of the IERS Conventions (2010).
  11. ^ Urban & Seidelmann 2013, p. 6.
  12. ^ 천문연감 2016, pp.B21–B24.
  13. ^ a b Astronomical Almanac 2016, p.
  14. ^ Urban & Seidelmann 2013, p. 80.
  15. ^ Urban & Seidelmann 2013, pp. 78–79.
  16. ^ Urban & Seidelmann 2013, p. 81.
  17. ^ 바키치 2000.

참고문헌

외부 링크