Заблуждение → Сутки длятся ровно 24 часа

В сутках 24 часа, в часе ровно 60 минут, а в минуте 60 секунд — с этой истиной мы знакомимся в детстве, и за всю жизнь у нас не возникает и доли сомнения в ее справедливости. Однако на самом деле все немного не так и сутки вовсе не длятся ровно 24 часа. Кроме того, существуют разные понятия суток, так что необходимо сказать, о каких именно сутках идет речь.
В настоящее время астрономами выделяются целых два вида суток — солнечные и звездные. При этом солнечные сутки также делятся на истинные и средние, да и со звездными сутками не так все просто. Но обо всем по порядку.
Те сутки, которыми мы привыкли пользоваться в своей повседневной практике, равны по продолжительности средним солнечным суткам. Этот вид суток состоит из 24 часов, часы — из 60 минут, а минуты — из 60 секунд. А вот истинные солнечные сутки не могут считаться примером постоянства — в течение года они со строгой периодичностью удлиняются и укорачиваются на 51 секунду.

Солнечные сутки — это один полный оборот Земли вокруг своей оси относительно Солнца, то есть эти сутки начинаются и заканчиваются тогда, когда Солнце оказывается в одной и той же точке небесной сферы. Однако, из-за того что Солнце, во-первых, движется не по экватору, а по эклиптике (линии, наклоненной к экватору), и, во-вторых, видимое движение светила неравномерно, создается неравномерность истинных солнечных суток. В связи с этим и появились средние солнечные сутки, продолжительность которых равна 24 часа.

Интересно, что и средние солнечные сутки не совсем равномерны — они медленно, на 17 десятитысячных доли секунды в столетие, удлиняются. Но правильнее было бы говорить не о том, что увеличиваются сутки, а о том, что наша Земля замедляет вращение вокруг своей оси. Это действительно так, и когда-то должен наступить момент полной остановки планеты, хотя произойдет это через миллиарды лет. Кроме того, время от времени происходят спонтанные изменения продолжительности суток. Это обусловлено различными причинами, в том числе тектонической активностью Земли, ее взаимодействием с Луной и т. д.

Кстати, используемая сейчас система единиц (СИ) связывает секунду с квантовыми процессами, происходящими в ядре элемента цезий-133. И эта секунда максимально близка к секунде, определяемой как 1/86 400 часть солнечных суток — разница между ними исчисляется десятитысячными долями.

Итак, существуют средние и истинные солнечные сутки, первые из которых мы и используем для измерения времени в быту. Но есть еще сутки звездные, и они вовсе не похожи на солнечные — их продолжительность составляет 23 часа 56 минут и 4 секунды (а если точнее, 4,090530833 секунды) солнечного времени. Благодаря этой разнице в году 366 (или 367 — в високосный год) звездных суток, а звездный час на целых 9,86 секунды короче солнечного.

Звездные сутки — это продолжительность одного оборота Земли вокруг оси относительно точки весеннего равноденствия. Стоит отметить, что и эта условная точка на небесной сфере совершает движения (конечно же, видимые, ведь движется Земля, а звезды можно считать неподвижными), поэтому звездные сутки обладают некоторой неравномерностью. Однако она очень мала — около тысячной доли секунды.

И еще одно замечание по звездным суткам: из-за орбитального движения Земли точка весеннего равноденствия постоянно смещается на небольшую величину. Поэтому астрономы в качестве точки отсчета используют так называемое небесное эфемеридное начало, и сутки относительно этой точки длятся 23 часа 56 минут и 4,0989036 секунды.

Здесь может возникнуть вполне резонный вопрос — зачем использовать звездные сутки, если они не совпадают со средними солнечными? Оказывается, они, несмотря на свою неудобность для человека, используются в чисто практических целях. Дело в том, что звездные сутки говорят об истинной угловой скорости вращения земного шара, а этот показатель важен для решения задач в баллистике, космонавтике, метеорологии, гидрологии и других науках, то есть там, где вращение Земли вокруг оси играет важную роль. Например, если при определении траектории и времени запуска ракеты сутки были бы приняты ровно за 24 часа (а точнее, за 86 400 солнечных секунд), то ошибка в расчетах достигала бы недопустимых величин. То же самое относится и к баллистике: пока пушечный снаряд или ракета летит в воздухе, Земля под ними поворачивается, что проявляется в искривлении траектории снаряда в горизонтальной плоскости. И если при наводке на цель применять солнечные секунды, то обеспечить точное попадание (да даже близкий подлет!) будет невозможно.

Выходит, что, когда мы говорим о том, что в сутках 24 часа, мы имеем в виду средние солнечные сутки. А когда речь идет о продолжительности суток в единицах времени СИ, то необходимо уточнять, к каким именно суткам это относится.

Комментарии: