Інформація про новину
  • Переглядів: 156
  • Дата: 17-06-2020, 03:10
17-06-2020, 03:10

4. Csillagászat és az idő meghatározása. A naptárak típusai

Категорія: Tankönyvek magyar » Csillagászat





Попередня сторінка:  3. Égi koordináták
Наступна сторінка:   5. A bolygók látszólagos mozgása

1. Az idő meghatározása. Egész életünk összefügg a nappal és az éjszaka, valamint az évszakok periodikus váltakozásával. Ezeken az ismétlődő csillagászati jelenségeken alapulnak az idő főbb mértékegységei - a nap, a hónap, az év. Az idő mérésének alapegysége összefüggésben van a földgolyó tengely körüli teljes fordulatának periódusával.

A Nap középpontja felső kulminációjának pillanatát valódi délnek nevezzük, az alsót - valódi éjfélnek.

A Nap két egymást követő azonos kulminációja között eltelt időtartamot valódi napnak nevezzük.

A napkorong középpontjának alsó kulminációja pillanatától egy másik tetszőleges helyzetéig ugyanazon délkörön eltelt időt valódi napidőnek vagy szoláris időnek (T@) nevezzük.

Meg kell említeni, hogy a valódi nap periodikusan változtatja a hosszát. Ennek két oka van: 1) az ekliptika síkjának az égi egyenlítő síkjához való hajlása, 2) a Föld pályájának elliptikus volta. Amikor a Föld az ellipszisnek azon a szakaszán van, amely a Naphoz közelebb található (az 1.10. ábrán balra látható), akkor gyorsabban mozog. Fél év elteltével, amikor a Föld az ellipszis ellentétes részén

lesz, lassabban fog mozogni a pályáján. A Föld nem egyenletes pályamozgása okozza a Nap nem egyenletes elmozdulását az éggömbön. Vagyis más-más évszakokban a Nap különböző sebességgel mozog. Ezért a valódi nap hossza folyamatosan változik.

A valódi nap egyenlőtlensége következtében nem kényelmes az időegységként való használata. Ezért a mindennapi életben nem a valódi, hanem az átlagos naphosszúságot alkalmazzák, amelynek az időtartamát állandónak tekintik.

Mi az átlagos naphosszúság? Képzeljünk el egy pontot, amely egy év alatt egy teljes fordulatot tesz meg a Föld körül úgy, mint a Nap, de mindeközben egyenletesen mozog az égi egyenlítő mentén, nem pedig az ekliptikán. Nevezzük ezt az elképzelt pontot fiktív egyenlítői középnapnak.

A fiktív egyenlítői középnap felső kul-minációját középdélnek nevezzük, a két egymást követő középdél között eltelt időszakot pedig egyenlítői középnapnak. Hossza mindig egyforma. Az egyenlítői középnapot 24 órára osztják. A középnap minden órája 60 percre bontódik, minden perc pedig a középóra 60 másodpercére. A középnap kezdetéül a középéjfélt fogadták el, vagyis az éggömb egy fiktív pontjának, az egyenlítői középnap alsó kulminációja pillanatát. Azt az időtartamot, amely az egyenlítői középnap alsó kul-minációjától ugyanazon földrajzi délkörön egy másik helyzetéig eltelik, középnap időnek (Tk) nevezzük.

A középnap idő és a valódi napidő (szoláris idő) között egy meghatározott pillanatban mutatkozó eltérést az idő egyenletének nevezzük. Jele a görög ábécé q betűje, és így írható le:

Az idő egyenletenek q értékét a csillagaszati naptárakban adjak meg. A megközelítő értéke meghatározható a grafikonja alapján (1.11. ábra), amelyből az is kitűnik, hogy évente négyszer az időegyenlet nullával egyenlő. Ez körülbelül április 14-én, június 14-én, szeptember 2-án és december 24-én következik be. Ugyanígy évente négyszer az időegyenlet grafikonja eléri a szélső értékeit: kétszer pozitív -május 15-e és november З-a körül, kétszer pedig negatív — február 15-e és augusztus 1-е körül.

Úgyszintén megkülönböztetik még a csillagnapot (kb. 23 óra 56 perc 4 mp.) A csillagnap a tavaszpont két egymást követő azonos kulminációja között eltelt idő. Ennek a pontnak a felső kulminációja pillanatát, amit a csillagnap kezdetéül fogadtak el, a csillagidő 0 órájának tekintik.

A tavaszpont felső kulminációja pillanatától ugyanazon délkör mentén bármely másik helyzetéig eltelt időt csillagidőnek nevezzük.

2. A földrajzi hosszúság meghatározása. Az idő napokban való mérése a földrajzi délkörrel áll összefüggésben. Az egy bizonyos meridiánon mért időt az adott délkör helyi idejének nevezzük, és az megegyezik az ezen fekvő összes ponton. Az éggömb bármely pontjának kulminációja a földgolyó különböző délkörein más-más időben megy végbe. Emellett minél keletebbre található a szóban forgó délkör, a

rajta fekvő pontokon annál korábban történik a kulmináció vagy kezdődik a nap. Mivel a Föld egy óra alatt 15°-ot fordul, ezért két pontja egy órás időeltoldása a hosszúsági fokaik 15°-os különbségének felel meg (óramértékben egy óra). Ebból levonható a következtetés: a Föld két pontja helyi idejének különbsége számszerűleg egyenlő az órákban kifejezett hosszúságuk értékének különbségével. A földfelszín Aj és A2 földrajzi hosszúságain elhelyezkedő pontjai esetében adódik: TXl Tb! -

— — A2.

A földrajzi hosszúság kezdő (nulladik) délköréül a London melletti Greenwich csillagvizsgálóján áthaladó délkört fogadták el. A greenwichi délkör helyi napi középidejét világidőnek nevezzük. A pontos idő jelei a világidő perceinek és másodperceinek felelnek meg. A csillagászati naptárakban és évkönyvekben a legtöbb jelenség pillanatát a világidő szerint adják meg. Ezeknek a jelenségeknek a helyi idő szerinti bekövetkezte könnyen meghatározható az adott délkör Greenwichhez viszonyított hosszúságának ismeretében.

Ha az adott pillanatban a greenwichi délkörön a világidő T0, akkor a A földrajzi hosszúságú helyen Tx. Tehát a kiinduló egyenlet A0 = 0 mellett ilyen alakot ölt: X = Tx- T0. Ez az egyenlet lehetővé teszi a földrajzi hosszúság meghatározását a világidő (T0) és a helyi idő (Tj) alapján, amit a csillagászati megfigyelések alapján határoznak meg. Másrészt, a megfigyelés helye földrajzi hosszúságának (A) és a világidőnek (T0) az ismeretében meghatározható a helyi idő (TJ: TX = T0 + A.

Napjainkban a középnap idő számításának zónarendszere van bevezetve. Ennek a rendszernek megfelelően a földgolyót 24 időzónára osztották, amelyek mindegyike 15° földrajzi hosszúságra helyezkedik el a szomszédoshoz képest. A greenwichi délkör időzónáját a nulladiknak tekintik. A 0-tól keletre a zónákat 1-tól 23-ig számozták meg. Azonos időzónán belül egy konkrét pillanatban a zónaidő egyforma. A szomszédos zónákban ettől egy órával tér el. A ritkán lakott területeken, a tengereken és az óceánokon az adott zóna határa a középső meridiántól keletre és nyugatra egyaránt 7,5° távolságra van. Más helyeken kényelmi megfontolásokból az állam- és közigazgatási határok, a hegygerincek, folyók és más természetes határok mentén húzták meg azokat.

A világidő (T0) és az adott hely zónaszámának (n) ismeretében meghatározható a zónaidő:

Kizárva

egyenletekből a T0-t, megkapjuk azt az összefüggést, ami lehetővé teszi a földrajzi szélesség meghatározását a zónaidő (T„) és a A földrajzi szélességű hely helyi idejének (Tx) ismeretében:

A zónaidő rendszere megszünteti azokat a kényelmetlenségeket, amelyeket a helyi és a világidő egyidejű alkalmazása okoz. Az adott zónaidő szerint beállított órák mindenütt ugyanannyi percet és másodpercet mutatnak az összes zónában, csak az egész órák mutatott számában különböznek.

Takarékosság és az elektromos energia célszerű napi fogyasztása céljából a nyári időszakban egyes országokban (így a mienkben is) tavasszal egy órával előrehúzzák az óramutatókat - bevezetik a nyári időszámítást. Ősszel az órákat a zónaidőnek megfelelően visszaállítják.

Ennek megfelelően létezik az a határ, ahol elkezdődik az új nap, illetve a hét napja. A nemzetközi dátumválasztó vonal a Bering-szoroson halad át a Csendes-óceán szigetei között az Északi- és a Déli-sark között (180°-os délkör).

A legmegbízhatóbb és kényelmes óra az atomóra, amit 1964-ben vezetett be a Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatal. Etalonként az atomórákat (kvantumórákat) fogadták el. Az ilyen órák szerint egy másodperc az az időtartam, amely alatt a cézium atom által sugárzott elektromágneses hullám 9 192 631 770 rezgést végez. 1972. január 1. óta a világ országai atomórák szerint mérik az időt.

3. Naptár. A naptár a hosszan tartó időintervallumok nyilvántartására szolgáló rendszer, amelynek az alapjául a periodikus csillagászati jelenségek szolgálnak: a nappal és az éjszaka váltakozása, a holdfázisok változása, az évszakok változása.

Bármely naptárrendszer három fő idó'egységre támaszkodik: a középnapra, a szinodikus hónapra (holdhónapra) és a tropikus (szoláris) évre.

A szinodikus hónap (holdhónap) - a Hold két egymást követő azonos fázisa közötti időintervallum.

A tropikus (szoláris) év - a Nap középpontjának két egymást követő tavaszponton való áthaladása közötti időtartam.

A tavaszpont lassú, a csillagokhoz képest a Nap mozgásával ellentétes elmozdulása miatt a Nap az égbolt ugyanazon pontjába 20 perc 24 másodperccel később kerül, mint a tropikus év időtartama. Ezt az időtartamot csillagévnek nevezzük és 365,2564 középnapot tesz ki.

A szinodikus hónap és a tropikus év hossza nem egész számú középnapból áll. így a holdhónap átlagos időtartama 29,530589 nap, a tropikus évé pedig 365,242190. Amint látjuk, mindhárom időmérték egység összemérhetetlen. Nem lehet olyan egész számú tropikus évet kiválasztani, amelyekbe „beleférne” egész számú szinodikus hónap és egész számú közép nap. A napok, hónapok és évek összehangolására tett próbálkozások ahhoz vezettek, hogy különböző korszakokban más-más népeknél sok eltérő naptár alakult ki, amelyek feltételesen 3 típusra oszthatók: lunáris (hold), luniszoláris (hold-nap) és szoláris (nap). Éppen ezzel magyarázható a naptár felépítésének bonyolultsága és az évezredek alatt számos olyan naptár megjelenése, amelyekkel megkísérelték felszámolni ezeket a nehézségeket.

A holdnaptár 12 hónapból áll, amelyek felváltva 30 vagy 29 napból állnak. A holdnaptárban 354 vagy 355 középnap van, vagyis a szoláris évnél 10 nappal rövi-debb. Ez a naptár széleskörűen elterjedt a muzulmán országokban.

Amiatt, hogy a holdév kevesebb napból áll, mint a tropikus év, a muzulmánoknál az évkezdet időpontja nem állandó, hol tavaszra, hol nyárra, hol őszre, hol pedig télre esik.

A legbonyolultabbak a nap-hónapi naptárak. Ezekben a holdhónapok egy bizonyos mennyiségének összege körülbelül megegyezik a tropikus évvel. Az ilyen naptárak alapjául a következő viszony szolgál: 19 szoláris év 235 holdhónapnak felel meg (kb. 2 órás hibával). Napjainkban ez a rendszer a zsidó naptárban maradt fenn, amely szerint egy év 12 vagy 13 hónapból áll. Egyes hónapok hossza évről-évre változik, az év kezdete mindig őszre esik, de az általunk használt Gergely-naptár egyetlen dátumával sem esik egybe.

A rómaiak az időt előbb holdévekben mérték. Az új év március 1-én kezdődött. A modern naptár egyes hónapjait ennek a hagyománynak megfelelően nevezték el: a szeptember — hetedik, a december - tizedik, stb. Később az év első napját a rómaiak január elsejére vitték át, mivel i. e. 153-tól ezen a napon foglalták el hivatalukat a konzulok.

Az első nap-naptárak egyikének az egyiptomit tekintik, amelyet i. e. 4000 évvel dolgoztak ki. E szerint a naptár szerint az év 12, egyenként 30 napos hónapból áll, amihez az év végén hozzáadtak 5 ünnepnapot. A mai modern naptár a római naptárból ered, amely Julius Caesar (i. e. 100-44) reformjainak eredményeként jelent meg, és i. e. 45. január 1-én léptettek életbe. Innen ered a neve, a Julianus-naptár is. Az év hossza e szerint a naptár szerint 365,25 nap, ami megfelel a tropikus év hosszának.

Kényelmi megfontolásokból három egymást követő évet 365 naposnak tekintettek, a negyedikhez (a szökőévhez) hozzáadtak egy napot - az 365 napos lett. Az év

12 hónapból állt: a páratlanok 31 naposak, a párosak 30 naposak voltak, csupán az egyszerű (nem szökőév) februárja volt 28 napos.

Amiatt, hogy a Julianus-év 11 perc 15 másodperccel hosszabb a tropikus évnél, 128 év alatt egy napnyi hiba halmozódott fel, 400 év alatt pedig körülbelül három. Idővel a naptár egyre többet késett. Ezért a XVI. század végén a tavaszi napéjegyenlőség nem március 21-én, hanem 11-én következett be.

A hibát 1582-ben javították ki, amikor a katolikus egyházfő, XIII. Gergely pápa különleges naptárreform bizottságot hozott létre, amely 10 nappal „előretolta” a naptárt, és így a tavaszi napéjegyenlőség visszakerült március 21-re. A kijavított naptár a Gergely-naptár (vagy Gregorián-naptár) nevet kapta.

A Gergely-naptárban minden negyedik év szökőév, kivéve az évszázadok utolsó évét, amelyet csak akkor tekintenek szökőévnek, ha a százasok száma maradék nélkül osztható néggyel (1700, 1800 — nem szökőév, míg 1600 — igen).

Ezt a naptárt Ukrajna területén 1918. január. 31-én, szerdán vezették be. A következő nap már február 14-e volt, mivel a két naptár közötti különbség akkorra már elérte a 13 napot.

Ez a 13 napos eltérés a régi naptár szerint 2100. február 15-ig, az új szerint 2100. február 28-ig marad fenn. Ezután egy nappal több, vagyis 14 napos lesz.

A Julianus-naptár szerinti év csaknem 11V4 perccel, a Gergely-naptár szerinti pedig 27 másodperccel hosszabb a szoláris évnél. Egy plusz nap így 3226 év alatt jön össze, a gyakorlati céloknak pedig ez a pontosság teljesen megfelelő.

A Gergely-naptár sem tökéletes: eltérő a hónapok hossza, nem egyformák a negyedévek, a hónapok dátumai nincsenek összhangban a hét napjaival. Ezért megjelentek új világnaptárak tervei, amelyekben az évet egyenlőbben osztják félévekre, negyedévekre. Azonban a világ országai között fennálló politikai és gazdasági viszonyok nem teszik lehetővé az egységes reformot és a világnaptár bevezetését.

Sok-sok évvel ezelőtt, amikor az európaiak még csak feltételezték, hogy Amerika létezik, későbbi felfedezője, Kolumbusz pedig még meg sem születetett, a mai Mexikó, Guatemala és Honduras területén hatalmas és erős civilizáció létezett — a maja indiánoké. Másfélezer éve már városokat, palotákat és szentélyeket építettek. Egyes szentélyek obszervatóriumként szolgáltak, ahonnan a maják megfigyelték a Nap, a Hold és más égitestek mozgását. A maja naptár szerinti év hossza 365,2420 nap volt, vagyis mindössze két tízezrednyivel tért el a ma ismert adattól.

A maják 20-as alapú számrendszert használtak. Alapjául a 0 szolgált, ami önmagában semmit sem jelentett, de más számokkal együtt több tízszer megnöveli az értéküket. A bal oldalon elhelyezett nulla tízszeres szorzót jelent; amikor a maják felül helyezték el a nullát, ez húszszoros szorzónak felel meg.

Tulajdonképpeni számokból csak kettőt használtak a maják, pont és vonal képében. Ennek a három jelnek a segítségével a maják ki tudták számítani a bolygók pályáit, a Nap és a Hold fogyatkozásait és egyéb jelenségeket sok évre előre.

Használják még az érát (kor, korszak), vagyis az évszámítás hosszan tartó időszakát. Minden időszámítás kiindulópontját érának nevezik. A különböző népeknél az érák különböztek egymástól, és valamilyen jeles eseményekhez vagy császárok uralkodásához kötődtek.

Rómában a város megalapításától számított érát használták (i. e. 753), az éveket pedig a konzulok kinevezésétől számolták. A középkori Euró

pában elterjedt a Diocletianus éra, ami Diocletianus császár trónra lépésétől (i. sz. 284. augusztus 29-tól) datálódik és a XV. századik alkalmazták.

Az ókori Görögországban az olimpiák éráit használták (kezdete i. e. 776), amelyeket négyévente tartottak meg. A zsidók az érájukat a világ megteremtésétől számolják - i. e. 3761-tól. A keresztények úgy vélik, hogy a világ teremtése i. e. 5508-ban történt. A Krisztus születésétől elkezdődött érát Dionysius Exiguus szerzetes, pápai levéltáros számította ki 525-ben. A Diocletianus éra 248. esztendejét a Krisztus születése utáni 532. évnek feleltette meg. A keresztény éra vagy időszámításunk alkalmazása részlegesen a X. században kezdődött el, a katolikus országokban pedig csak a XV. században terjedt el általánosan.

I. Péter ukáza értelmében az Orosz Birodalomban 1700-ban vezették be az új érát, aminek megfelelően a világ teremtését követő 7208. december 31. után 1700. január 1. következett. A világ muzulmánjai a saját érájukat használják, amit hidzs-rának neveznek, és ez az éveket Mohamed próféta Mekkából Medinába való átköltözésétől, vagyis i. sz. 622-től számítja.

TUDJÁTOK-E, HOGY...

A niceai zsinat határozata (325) értelmében a pravoszláv egyház a húsvétot az első tavaszi holdtöltét követő vasárnapon ünnepli. Vagyis március 21-ét követő első holdtölte után. Carl Friedrich Gauss német matematikus algoritmust ajánlott a húsvét ünnepének Julianus-naptár szerinti kiszámítására. Ehhez el kell osztani az évszámot 19-cel, 4-gyel és 7-tel, a maradékot jelöljük a, b, c betűkkel. Majd a 19a + 15-öt osszuk el 30-cal és a maradékot jelöljük d-vel; a (2b + 4c + 6d + 6): 7 maradékot e-vel; akkor azt kapjuk, hogy a Julianus-naptár szerinti húsvét március 22 + d + є napja lesz. A képlet univerzális egyetlen pontosítása, hogy 2101-től a Gergely-naptárhoz viszonyított eltérés már nem 13, hanem 14 nap lesz.

KÉRDÉSEK A TANULTAKHOZ

1. Miben különbözik a valódi nap a közép naptól?

2. Mit nevezünk csillagnapnak? ,

3. Mit értünk az idő egyenletén? írjátok le, és magyarázzátok meg az időegyenle-tet!

4. Milyen az összefüggés a megfigyelési hely földrajzi hosszúsága és a helyi idő között? Mit értünk világidőn?

5. Hogyan határozhatjuk meg a zónaidőt? Hogyan határozható meg a földrajzi hosszúság a zónaido alapján?

6. Mit értünk dátumválasztó vonalon? Hol található? Hányféle dátum létezhet egyidejűleg a Földön?

7. Miért nem hozható létre abszolút pontos naptár?

 

Ez a csillagászat tankönyve 11. évfolyamának anyaga Szirotyuk, Mirosnicsenko

 



Попередня сторінка:  3. Égi koordináták
Наступна сторінка:   5. A bolygók látszólagos mozgása



^