زمان خورشیدی

از ویکی نجوم
پرش به: ناوبری، جستجو
پرونده:Sidereal day (prograde).png
در سیاراتی مانند زمین که حرکت وضعی عادی، و نه پس‌رونده (رجعی)، دارند، روز نجومی کوتاه‌تر از روز خورشیدی است. در زمان ۱، خورشید و ستارگان هر دو در بالای سر قرار می‌گیرند. در زمان ۲، سیاره ۳۶۰ درجه چرخیده و دوباره ستارگان در بالای سر قرار گرفته‌اند (از ۱ به ۲ = یک روز نجومی). اما تا مدت کمی بعد یعنی تا زمان ۳ خورشید دوباره در بالای سر قرار نمی‌گیرد (از ۱ به ۳ = یک روز خورشیدی). به زبان ساده‌تر از زمان ۱ تا زمان ۲ زمین یک دور کامل می‌چرخد. اما بخاطر زاویه مورد نیاز برای بازگشت به حالت ۱ از زمان ۱ تا زمان ۳ طول می‌کشد که دوباره به زمان ظهر بازگردیم.

از آنجا که ما زندگی هرروزه خود را با شب و روز برنامه‌‌‌ریزی می‌‌‌کنیم، مناسب‌‌‌تر است که وقتمان را با حرکت ظاهری خورشید تنظیم کنیم نه حرکت ستارگان. متأسفانه، جریان زمان خورشیدی دارای یک سرعت ثابت نیست. دو دلیل برای این وجود دارد. نخست آنکه مدار حرکت زمین به‌‌‌جای یک دایره، یک بیضی است؛ در نتیجه سرعت زمین در امتداد مدارش ثابت نمی‌‌‌ماند. دوم آنکه خورشید در امتداد دایرة‌‌‌البروج حرکت می‌‌‌کند و نه استوا؛ از این رو بُعد آن با نرخی ثابت افزایش نمی‌‌‌یابد. سریع‌‌‌ترین تغییرات در پایان دسامبر رخ می‌دهد (۴ دقیقه و ۲۷ ثانیه در روز) و کندترین آن در میانه‌‌‌ی سپتامبر (۳ دقیقه و ۳۵ ثانیه در روز). در نتیجه، زاویه‌‌‌ی ساعتی خورشید، که زمان خورشیدی را مشخص می‌‌‌کند، با نرخی غیریکنواخت رشد می‌‌‌نماید.

برای دست‌‌‌یابی به یک زمان خورشیدی که با نرخی ثابت حرکت می‌‌‌کند، یک خورشید میانگین فرضی را تعریف می‌‌‌کنیم. این خورشید در امتداد استوای سماوی با سرعت زاویه‌‌‌ای ثابت حرکت کرده، در یک سال یک دور کامل می‌‌‌زند. منظور ما از سال، سال اعتدالی (Tropical Year ) می‌‌‌باشد؛ و آن مدت زمانی است که طول می‌‌‌کشد تا خورشید از یک اعتدال بهاری به اعتدال بهاری دیگر برسد. در یک سال اعتدالی، بُعد خورشید دقیقاً ۲۴ ساعت افزایش می‌‌‌یابد. طول سال اعتدالی برابر است با ۳۶۵ روز و ۵ ساعت و ۴۸ دقیقه و ۴۶ ثانیه، معادل با ۳۶۵/۲۴۲۲ روز. از آنجا که به دلیل حرکت تقدیمی، راستای اعتدال بهاری جابه‌‌‌جا می‌‌‌شود، سال اعتدالی متفاوت از سال نجومی خواهد بود (در سال نجومی، خورشید نسبت به ستاره‌‌های زمینه یک دور می‌‌‌زند). یک سال نجومی ۳۶۵/۲۵۶۴ روز است.

حال، با استفاده از خورشید میانگین مصنوعی خود، یک زمان خورشیدی یکنواخت را تعریف می‌‌‌کنیم و آن را زمان خورشیدی میانگین (Mean Solar Time ) (یا به‌‌‌طور ساده زمان میانگین) TMمی‌‌‌نامیم. این زمان برابر است با زاویه‌‌‌ی ساعتی hM، مربوط به مرکز خورشید میانگین، به علاوه‌‌‌ی ۱۲ ساعت (برای اینکه تاریخ در نیمه‌‌‌شب عوض شود، چیزی که ستاره‌‌شناسان را آزار می‌‌‌دهد) :

TM=hM+12h

اختلاف بین زمان خورشیدی واقعی T و زمان میانگین TMرا معادله زمان می‌‌‌نامند:

E.T.=T-TM

بزرگ‌‌‌ترین مقدار مثبت معادله‌‌‌ی زمان حدود ۱۶ دقیقه، و بیشترین مقدار منفی حدود ۱۴- دقیقه است. این اختلاف، همچنین، برابر است با اختلاف بین ظهر حقیقی (گذر خورشید از نصف‌‌‌النهار) و ظهر میانگین.

زمان خورشیدی حقیقی و زمان میانگین، زمان‌‌‌های محلی (Local Time ) هستند که به زاویه‌‌‌ی ساعتی خورشید، خواه حقیقی و خواه مصنوعی، بستگی دارند. اگر کسی زمان خورشیدی حقیقی را با اندازه‌‌‌گیری مستقیم به‌‌‌دست آورد و از رابطه‌‌‌ی معادله زمان، زمان میانگین را حساب کند، احتمالاً می‌‌‌تواند یک ساعت دیجیتال را بیابد که هیچ‌یک از این دو زمان را نشان نمی‌‌‌دهد. علت آن است که ما از زمان محلی برای زندگی روزمره استفاده نمی‌‌‌کنیم بلکه زمان منطقه‌‌‌ای (Time Zone، یکی از ۲۴ قسمت روی زمین، معادل ۱۵ درجه، که بر اساس طول جغرافیایی تقسیم می‌شوند و پهنای هر قسمت برابر با یک ساعت به وقت محلی است. ) را، مطابق با نزدیک‌‌‌ترین منطقه زمانی ، به‌‌‌کار می‌‌‌گیریم.

در گذشته، هر شهری وقت محلی مخصوص به خود داشت. زمانی که مسافرت‌‌‌ها سریع‌‌‌تر و رایج‌‌‌تر شد، تنوع فراوان وقت‌‌‌های محلی به یک معضل تبدیل گردید. در پایان قرن نوزدهم، زمین را به ۲۴ منطقه تقسیم کردند؛ به‌‌‌گونه‌‌‌ای که وقت هر منطقه، یک ساعت با منطقه‌‌‌ی مجاورش اختلاف داشت. در سطح زمین، یک ساعت اختلاف در زمان متناظر است با ۱۵ درجه اختلاف در طول جغرافیایی. زمان در هر قسمت، به‌‌‌وسیله‌‌‌ی زمان میانگین محلی در طول‌‌‌های صفر درجه، ۱۵درجه، ... و ۳۴۵ درجه تعیین می‌‌‌گردد.

زمان نصف‌‌‌النهار صفر، که از گرینویچ عبور می‌‌‌کند، به عنوان یک مرجع بین‌‌‌المللی (زمان جهانی )(Universal Time) مورد استفاده قرار می‌‌‌گیرد. در بیش‌‌‌تر کشورهای اروپایی، زمان یک ساعت جلوتر از این است.

در تابستان، بسیاری از کشورها از وقت تابستانی استفاده می‌‌‌کنند و یک ساعت زمان را به جلو می‌‌‌کشند. هدف از این کار آن است که زمان بیداری مردم با روشنایی روز مقارن باشد و بدین ترتیب مصرف الکتریسیته کاهش یابد. در این مدت، اختلاف بین زمان خورشیدی حقیقی و زمان رسمی بیش‌‌‌تر می‌‌‌شود.

در کشورهای اروپایی، وقت تابستانی از آخرین یکشنبه‌‌‌ مارس شروع می‌‌‌شود. در ساعت یک بامداد، ساعت‌‌‌ها را یک ساعت جلو می‌‌‌کشند تا ساعت ۲ بامداد را نشان دهد. در ساعت یک بامداد آخرین یکشنبه‌‌‌ی اکتبر، وقت را به حالت عادی برمی‌‌‌گردانند.

منبع[ویرایش]

کتاب مبانی ستاره‌شناسی/هانو کارتونن و همکاران/ مترجم: غلامرضا شاه‌علی [۱] [۲]