Уравнение времени

Время течёт равномерно…

хотя, если вдуматься…

…выражение «время течёт равномерно» звучит очень странно. Действительно, как это и куда оно «течёт»? И как можно померить его «течение», если время само измеряет все процессы? В общем, по простому, можно сказать, что протяженность всех периодических явлений, которым положено оставаться постоянной, действительно остается постоянной: в любое время дня и года, в течение веков и тысячелетий. По крайней мере, как нам кажется.

…а солнце по небу среди звёзд движется вовсе не равномерно! Во-первых, когда Земля проходит перигелий, она ускоряется, а во-вторых, солнце периодически удлиняет свой путь, смещаясь от серединной линии неба, небесного экватора, то (летом) к северу, то (зимой) к югу. Два этих эффекта, складываясь, заставляют его двигаться слегка неравномерно.

Раньше это мало кого заботило, поскольку неравномерность движения светила весьма незначительна, но с развитием мореплавания навигационные ошибки по наблюдениям солнца стали критичными. Астрономы вышли из положения следующим образом: ввели математическую абстракцию «фиктивное солнце», так называемое среднее солнце, которое движется, во-первых, равномерно, а во-вторых, по экватору, а не по эклиптике, как настоящее. «Среднее солнце» определяет среднее солнечное время, которым мы пользуемся. А реальное солнце определяет так называемое «истинное солнечное время», которым мы не пользуемся, потому что оно кривое неудобное, неравномерное. Зато его можно определить непосредственно из наблюдений, а тогда это был единственный верный способ.

Разницу между средним солнечным и истинным солнечным временем назвали уравнением времени.

Процедура такая:

  1. из наблюдений получаем истинное солнечное время,
  2. вычитаем поправку (уравнение времени),
  3. вычисляем среднее солнечное время,
  4. пользуемся и радуемся: определяем координаты судна, составляем каталоги звёзд, назначаем свидания.
График уравнения времени

Эта незначительная разница между средним и истинным временем порождает тонкие малоизвестные, но любопытные эффекты.

Один из них: даже если мы учтём поясное время, в местный средний полдень солнце не будет в верхней точке своего небесного пути! Этот момент называется кульминацией, и его отставание от местного полдня как раз и равно уравнению времени на этот день. Соответственно, в местный средний полдень солнце находится не точно на юге, а или его еще не достигло — или уже миновало.

Азимут солнца в средний полдень