Оглавление.
Звездное небо — самые грандиозные и прекрасные часы, нужно только уметь ими пользоваться. Кстати, определение времени по звездам намного «логичнее», чем по Солнцу, в отличие от него звездное небо вращается совершенно равномерно и не нужно учитывать уравнение времени. Правда, и тут не все так просто — период вращения Земли относительно звезд (звездные сутки) составляет 23ч 56мин 04с, то есть звездные часы «спешат» относительно солнечных почти на 4 минуты в сутки и звездное время необходимо пересчитывать в среднесолнечное в зависимости от даты.
Сначала попробуем найти удобный для использования «указатель времени» на звездном небе. В средних широтах северного полушария таким указателем, конечно, будут незаходящие околополюсные созвездия, удобнее всего — Большая и Малая Медведицы.
Представим себе на небе вот такой неподвижный циферблат, разделенный на 24 часа и стрелку часов — направление от Полярной к α и β Большой Медведицы. Только в верхней части нашего циферблата должна находиться цифра 11 и нумерация ведется против часовой стрелки — ведь именно в этом направлении происходит вращение звезд вокруг Полюса Мира в северном полушарии.
Такие «часы» покажут местное звездное время.
Вообще, по определению, звездное время равно часовому углу (угловому расстоянию до меридиана) точки весеннего равноденствия. Этот угол считается от меридиана (направления на юг) вдоль небесного экватора по суточному движению звезд и обычно выражается в часовой мере (1 h =15°). Иначе можно определить звездное время как прямое восхождение точки, которая в данный момент находится в верхней кульминации, то есть пересекает меридиан между Полюсом Мира и точкой юга.
Но определение звездного времени — только полдела, ведь мы хотим знать среднесолнечное время. Легко понять, что совпадают эти системы счета времени только в момент осеннего равноденствия — именно тогда точка весеннего равноденствия кульминирует в полночь. Причем совпадение будет недолгим, ведь звездные часы спешат. Впрочем, нам не нужна точность выше 5 минут и мы можем упрощенно считать, что в течение суток звездное время отличается от солнечного на постоянную величину. Осталось только определить эту поправку.
Так как среднее солнце совершает один оборот по эклиптике (что соответствует 24ч) за год, то за месяц величина поправки нарастает на 2ч, а за сутки на 4мин. Теперь легко посчитать, что через месяц после осеннего равноденствия, 22 октября, местной полуночи будет соответствовать 2ч звездного времени, а, например, положение созвездий, приведенное на рисунке вверху, наступит в 2 часа местного времени.
И, наконец, последний этап — перевод местного времени в поясное (декретное, летнее. )
λ — географическая долгота в часовой мере (положительна к востоку от Гринвича)
Tn-поясное время n-го часового пояса
(смотрите также описание работы с подвижной картой звездного неба — ведь по сути, она представляет собой те же звездные часы. )
Что ж, время мы определили, однако для повседневного использования такой способ не слишком удобен — уж очень много рассуждений и расчетов придется произвести, чтобы не запутаться. Но этот алгоритм можно сильно упростить, если заранее рассчитать некоторые исходные данные для конкретного пункта наблюдений.
Во-первых, если нам требуется только среднесолнечное время, стоит расположить «циферблат» более привычным образом — например, чтобы вверху находилась цифра 12. (Но он, конечно, останется 24-часовым и счет будет вестись по-прежнему против часовой стрелки.) Во-вторых, вместо времени, прошедшего после осеннего равноденствия удобнее пользоваться календарной датой, то есть временем, прошедшим с 1 января текущего года. И в-третьих, все расчеты для конкретного населенного пункта лучше свести к простой формуле — ее выводом мы сейчас и займемся.
1) Из-за сдвига циферблата из показаний «звездной стрелки» нужно вычесть примерно 1 час, точнее — 53 минуты (об этом говорилось выше).
2) При переходе к местному среднесолнечному времени нужно учесть, что в полночь с 31 декабря на 1 января звездное время приблизительно равно Tso=6ч 42мин (эта величина немного изменяется из года в год, но не более, чем на 2-3 минуты, этой разницей пренебрегаем — все равно мы не сможем со сравнимой точностью определить положение созвездий). Поправка для конкретной даты года вычисляется (опять же приблизительно, но с достаточной для нас точностью) по формуле:
Δ=(М-1)*2 часов + Д*4 минут , где
М — номер месяца (1-январь, 2-февраль и т.д.)
3) Формула для перевода местного времени в поясное была приведена выше. В итоге получаем:
T’ — условное время, определенное по «звездной стрелке»;
Tso=6ч 42мин — поправка для перехода к расчетам от 1 января;
Δ — поправка на календарную дату;
λ — географическая долгота в часовой мере;
n — номер часового пояса (в часах);
Tn=T’-(М-1)*2 часов — Д*4 минут+(n-λ-7ч 35мин);
— для «циферблата», где 12 вверху(!)
При этом значение (n-λ-7ч 35мин) мы можем вычислить заранее для своего населенного пункта. Например, для некоторых городов величина этой поправки приведена в таблице:
Как определить время по звездам?.
Условный счет звездных часов
Каждая звезда Большой Медведицы в течение суток описывает круг около Полярной звезды (вращается все созвездие целиком).
Прямую линию от Полярной звезды к звездам 1 и 2 Большой Медведицы будем для краткости называть стрелкой Медведицы.
Когда звезды 1 и 2 стоят прямо под Полярой звездой, то стрелка направлена отвесно вниз. Условимся говорить, что она показывает 6 часов, по условному счету. Это будет положение I на рисунке.
Продолжая наблюдение, мы скоро заметим, что в этом положении Большая Медведица движется вправо, т. е. к востоку, и медленно подымается, но кругу, центром которого служит Полярная звезда. Через четверть суток, т. е. через 6 настоящих часов, стрелка Медведицы пройдет четверть оборота окружности, будет теперь располагаться не вертикально, а горизонтально, и мы получим положение II; теперь стрелка Медведицы показывает 3 часа по условному счету и т. д.
«Циферблат звездных часов» и «звездное время»
Так как движение Большой Медведицы вокруг Полярной звезды совершается равномерно, то можно сказать, что Большая Медведица вместе с Полярной звездой— это условные звездные часы. Стрелкой у этих небесных часов служит воображаемая линия, проходящая от Полярной звезды к звездам 1 и 2 Большой Медведицы, но циферблата совсем нет. Но ведь циферблат и не особенно нужен. Когда мы смотрим на часы, мы очень часто определяем время просто по направлению стрелок и вовсе не стараемся рассмотреть цифру, на которую стрелка указывает.
Стрелка небесных часов поворачивается в направлении, обратном движению стрелки обычных часов. После положения II она будет проходить воображаемые цифры, соответствующие условным 2 ч., 1 ч., 12 ч., 11 ч. и т. д. Будем крепко помнить, что это не настоящие часы, а условные показания нашей воображаемой стрелки.
Ниже описано, какие задачи можно решать с помощью этих воображаемых небесных часов.
Как по Большой Медведице узнать, сколько времени прошло?
3адача 1. Вообразим себе, что боец, не имеющий часов, вышел в ночную разведку, когда Большая Медведица еще не дошла до самого низкого положения. На глаз он определил, что стрелка Медведицы стоит показывает на 6,5 условных часов. После выполнения задания он взглянул на Большую Медведицу и увидел, что теперь ее стрелка показывала 4,0 условных часа. Сколько времени он провел в разведке?
Для ответа на вопрос надо из 6,5 вычесть 4,0. В итоге мы получим 2,5 (условных часа).
Чтобы перевести условные часы в истинные, нужно умножить результат на 2. Итак, 2,5 х 2 = 5 часов (истинных).
Следовательно, разведка продолжалась приблизительно 5 часов.
Задача 2. Сколько времени прошло, если в начале стрелка Медведицы показывала 2,0 условных часа, а в конце 10,5 условных часов?
Чтобы из 2 часов можно было вычесть10,5, нужно сначала прибавить к 2 часам 12 часов (не забывайте, «условные часы» идут в обратную сторону по отношению к истинным):
2 условных часа +12 условных часов=14 условных часов. Вычитаем:
14 условных часов — 10,5 условных часов = З,5 условных часа. Для перевода условных часов в истинные, умножаем 3,5 условных часа на 2 и получаем 7 истинных часов.
Отсюда получаем такое правило:
Чтобы по Большой Медведице определить, сколько времени прошло, надо:
1) заметить, сколько показывала стрелка Медведицы на воображаемых небесных часах вначале и в конце.
2) из первого числа вычесть второе (если первое число меньше второго, то прибавить к первому 12 и после этого вычесть второе).
3) полученное число умножить на два.
Как по Большой Медведице узнать, что наступила полночь?
Эта задача труднее предыдущей потому, что звезды Большой Медведицы (как и все другие звезды) совершают полное обращение не ровно в 24 часа, а на 4 минуты скорее.
Другими словами, наши звездные часы каждый день уходят вперед против обыкновенных часов на 4 минуты. Поэтому самое низкое положение Большой Медведицы по обыкновенным часам завтра придется на 4 минуты раньше, чем было сегодня, послезавтра — на 8 минут раньше и так далее. Через 30 дней оно наступит раньше, чем сегодня, уже на 120 минут, т. е. на целых 2 часа. Несмотря на всю эту сложность, в названной задаче легко разобраться при помощи следующих сведений.
22 сентября стрелка Медведицы в полночь (т. е. в 0 час. 00 мин. по нашим часам) направлена отвесно вниз и показывает на небесных часах 6 условных часов.
Через месяц после 22 сентября, т. е. 22 октября, это отвесное положение стрелки наступит уже за два истинных часа до полуночи. Поэтому в полночь 22 октября небесная стрелка уже не будет стоять отвесно, а отклонится к востоку (вправо) на такой угол, как будто она направлена к цифре 5 на воображаемых небесных часах. Рассуждая таким же образом дальше, получим следующую табличку.
Стрелка Большой Медведицы в полночь показывает:
Как найти время по звездам?.
Найти время есть возможность по солнцу, луне, звездам и их движению. В том случае на небе не видно ни солнца, ни луны, ни звезд, определение времени становится сложным делом. В данном случае посодействуют растения и птицы, которые имеют обыкновение начинать свою активную жизнедеятельность в определенные часы.
Определение времени по солнцу
06:00 — на востоке;
09:00 — на юго-западе;
12:00 — на юге, самая маленькая тень;
15:00 — на юго-западе;
18:00 — на западе.
24:00 — на севере (не всюду солнце «по ночам» не видно). В приполярных районах в полночь оно занимает самое низкое положение над горизонтом.
Для Рф нужно учесть декретное время, т.е. прибавить 2 часа.
В экваториальных районах найти запад либо восток на закате либо рассвете до боли просто. Однако в полдень солнце может быть как на севере, так и на юге.
Определение времени по солнцу и компасу
Солнце перемещается по небу со скоростью 15°/час. Для того чтоб найти время по компасу измеряем, азимут на солнце, допустим, он равен 90°. Позже 90° нужно поделить на 15°/час, получим 6 часов.
Для Рф нужно учесть декретное время, т.е. прибавить 2 часа, и получим 8 часов. Либо, к примеру, азимут на солнце составляет 180°, означает, время будет составлять 12 часов + 2 часа (декретное время) = 14 часов.
Определение времени по луне и компасу
Допустим, луна прибывает. Направим север на лимбе компаса на луну (буквой «С» на луну), отсчитываем градусы от северного конца магнитной стрелки ранее направления. Получаем азимут луны (к примеру, 270°) потом делим его на 15° (270° / 15° = 18) и прибавляем 1 (18 + 1 = 19).
Определяем, что видимая часть луны составляет 5 долей его поперечника из расчета, что полный диск 12 долей. Потом прибавляем их (19 + 5 = 24) — это и есть интересующее нас время. В том случае сумма больше 24, то нужно отнять из нее 24.
В полнолуние следует поступать точно также. К примеру, азимут = 90°. Дальше 90° / 15° = 6, 6 + 1 = 7; 7 + 12 = 19 — т.е. на данный момент 19 часов.
В том случае луна убывает, нужно делать все тоже самое, однако отсчет в долях видимого диска луны нужно вычитать.
Определение времени по звездам
Ночкой бывает видно много звезд. В том случае пристально проследить за их восходом и заходом, их движением относительно горизонта, то есть возможность научиться ориен-тироваться по ним. Любая звезда и неважно какая точка небосклона обрисовывает полный круг за 23 часа 56 минут. Звездные день являются основной единицей времени, и их длительность остается всегда неизменной.
Определение времени по созвездию Большая Медведица
Для начала необходимо отыскать на небе созвездие Большой Медведицы, которое время от времени именуют Возом (см. набросок 1). В различное время ночи и в различные дни положение Большой Медведицы относительно поверхности Земли (относительно горизонта) может быть разным, однако форма созвездия не изменяется. Через две последние звезды ковша Большой Медведицы (они обозначены на рис. 1 цифрами 1 и 2) необходимо на уровне мыслей провести линию и продолжить ее на расстояние приблизительно в 5 раз большее, чем расстояние меж этими последними звездами. Там находится достаточно колоритная звезда, именуемая Полярной. Любая звезда Большой Медведицы в направление суток обрисовывает круг около Полярном звезды.
Потому что движение Большой Медведицы вокруг Полярной звезды совершается умеренно, то есть возможность сказать, что Большая Медведица совместно с Полярной звездой — это условные звездные часы. Стрелкой у этих небесных часов служит воображаемая линия, проходящая от Полярной звезды к звездам 1 и 2 Большой Медведицы, а видимого циферблата нет.
Прямую линию от Полярной звезды к звездам 1 и 2 Большой Медведицы ради сокращенности есть возможность именовать «стрелкой Медведицы». Когда звезды 1 и 2 стоят прямо под Полярной звездой, то стрелка ориентирована вертикально вниз. Условимся говорить, что она указывает 6 часов по условному счету. Это будет положение I на рисунке 2. Стрелка небесных часов поворачивается в направлении, оборотном движению стрелки обыденных часов. Продолжая наблюдение, есть возможность увидеть, что в этом положении Большая Медведица движется на право, к востоку, и медлительно подымается по кругу, центром которого служит Полярная звезда. Через четверть суток, т. е. через 6 реальных часов, стрелка Медведицы пройдет четверть оборота окружности, будет размещаться не вертикально, а горизонтально, и займет положение II; стрелка указывает сейчас 3 часа по условному счету и т. д. Стрелка небесных часов поворачивается в направлении, оборотном движению стрелки обыденных часов. После положения II она будет проходить воображаемые числа, надлежащие условным 2 ч., 1 ч., 12 ч., 11 ч. и т. д. Необходимо не забывать, что это не истинные часы, а условные показания воображаемой стрелки.
Чтоб по Большой Медведице найти, сколько времени прошло, нужно
увидеть, сколько демонстрировала стрелка Медведицы на воображаемых небесных часах сначала и в конце;
из первого числа отнять 2-ое (в том случае 1-ое Число меньше второго, то прибавить к первому 12 и после чего отнять 2-ое);
приобретенное число помножить на два.
Потому что все звезды обращаются на небосводе не ровно 24 часа, а на 4 минутки резвее, то показания звездных часов каждый месяц уменьшаются на 1 час.
Как следует, стрелка циферблата звездных часов указывает в полночь:
Возможно у Вас есть свои мнения на тему «Как определить время по звездным часам»? Напишите об этом в комментариях.
Загрузка...