Жалпы астрономия
Күн JD юлиан күні ΔАТ= ТАI- UТC, с Күн
жүктеу/скачать 9,3 Mb.
|
POSOBIE PO ASTRONOMII
- Бұл бет үшін навигация:
- 1.11.7. Жергілікті уақыт және бойлық
- 1.11.8. Белдеулік және декреттік уақыттар
- 1.11.9. Динамикалық уақыт шкалалары
- 1.11.10. Атомдық уақыт шкалалары
UТ1 жүйе уақытты күнделікті өмірде өлшеудің негізі болып табылады, өйткені оған белгілері радиожелі арқылы берілетін UТС жүйесі жоғарыда көрсетілген тәсілмен байланыстырылған (UТ1-UТС айырмасы 0,9 с аспайды). Астрономиялық бақылаулар мезеттері де UТС жүйесінде тіркеледі. Бірақ UТС уақытын анықтаудың айтылған тәсілі соңғы жылдары күнделікті өмірде кең таралған серіктік навигациялық жүйелердің, телекоммуникациялық жүйелердің жұмысы үшін ыңғайсыз болып табылады. Электрондық байланыс қызметінің кең таралауына байланысты, қабылдағыш-таратқыш қондырғылардың сенімді жұмысы үшін олардың дәлме-дәл синхронизациясы қажет: уақыттағы 1 с қателігі Жер бетіндегі координаттардың ~500 м қателігіне сәйкес келеді, мұндай қателік тұтынушыларды қазір қанағаттандырмайды. Ал UТС уақытқа 1 секундты қосу мезетінде қабылдағыш-таратқыш қондырғылар арасындағы синхронизация бұзылу мүмкін. Айтылған кемшіліктерді жою мақсатында UТС жүйесі қайта анықталу мүмкін, бұл мәселені шешуде көптеген халық аралық ұйымдар (Телекоммуникациялық одақ, Геодезия ассоциациясы, Радиоғылымдар одағы, Өлшемдер мен таразылар бюросы, навигациялық есептерді шешетін ұйымдар) қызығушылық танытуда. 1.11.7. Жергілікті уақыт және бойлық Берілген географиялық меридиандағы өлшенген уақыт – осы меридианның жергілікті уақыты деп аталады. Бірдей меридиандағы көктемгі күн теңелу нүктесінің сағаттық бұрышы қандай болмасын мезет үшін бірдей болады. Кез-келген жергілікті уақыттардың екі меридиандағы айырымы мынаған тең: , мұндағы - бойлық, - жұлдыздық уақыт, - орташа күн уақыты, - шын күн уақыты. Жердегі кез-келген пункт үшін жергілікті орташа уақыт осы мезеттегі әлемдік уақытты берілген пункттің бойлығына қосқанға тең. 1.11.8. Белдеулік және декреттік уақыттар Белдеулік уақыт Қандай-да бір сағаттық белдеудің негізгі меридианының жергілікті орташа күндік уақыты белдеулік уақыт деп аталады. Тm — Тn = — пh , мұндағы - берілген пункттің Гринвичтен шығыстық бойлығы; nh - берілген пункт орналасқан сағаттық белдеудің нөміріне тең бүтін сағаттар саны. Белдеулік және әлемдік уақыттар арасында мынадай байланыс бар: Tn = T0 + nh. Декреттік уақыт Бұл қандай-да бір өкіметтік декрет (қаулы) негізінде енгізілетін уақыт. Қандай да бір пункттің Tд декреттік уақытының Тп белдеулік, Т0 әлемдік және Тm жергілікті орташа күндік уақытпен байланысы мына өрнектермен анықталады: 1.11.9. Динамикалық уақыт шкалалары Динамикалық уақыттың шкалалары Жер мен Күн жүйесінің басқа да денелерінің периодты қозғалысы жөніндегі теориялар негізінде анықталады. Егер бұл қозғалыс ньютондық механика шеңберінде қарастырылса, сәйкес шкала ньютондық, немесе эфемеридалық уақыт деп аталады, Эйнштейннің салыстырмалық теориясы негізінде барицентрлік немесе жер шкалалары анықталады. Бұл шкалалар ғарыштық навигация, эфемеридалық астрономия есептері шешілгенде қолданылады. Эфемеридалық уақыт шкаласы динамикалық уақыттың бірінші шкаласы болып табылды. Ол ХАО-мен 1952 жылы анықталып, 1984 жылына дейін қолданды. Астрономиялық жылнамаларда Күн, Ай, планеталар мен олар серіктерінің эфемеридалары 1960 жылдан бастап эфемеридалық уақыт жүйесінде берілген еді. Бұл аспан денелерінің орындарын бүкіләлемдік уақыт UТ (Universal Time) жүйесінде (бұл жүйе күн уақытының шкалаларына жатады, ол туралы толығырақ төменде айтылған) есептеу үшін эфемеридалық ЕТ уақыт пен бүкіләлемдік (бірқалыпсыз) уақыт арасындағы ΔТ айырмасын білу керек. ΔТ айырманың дәл мәнін тек өткен уақыт мезеттер үшін Айдың бақыланған координаттар мен есептелген координаттарды салыстырудан анықтауға болады (бұл эфемеридалық уақыт жүйесінің кемшіліктерінің бірі болып табылды). Сондықтан астрономиялық жылнамаларда ΔТ айырмасының берілген жылға экстраполяцияланған мәндері жарияланды. 1900 жылға жақын ΔТ айырмасы 0 тең болды. 20-ші ғасырда Жердің айналу жылдамдығы орташа алғанда азайғандықтан, яғни бақыланған тәулік эфемеридалық тәуіліктен ұзақ болғандықтан, 75 жыл ішінде эфемеридалық уақыт бүкіләлемдік уақытпен салыстырғанда 46s –қа «алға кетті», ал 1982 ж. үшін ΔТ= ЕТ- UТ =+52s деп қабылданған. Эфемеридалық уақыттың жүйесін қолдануға байланысты 1956 ж. Физика мен астрономияда секундтың жаңа анықтамасы енгізілді. Оған дейін секунд орташа күн тәулігінің 1/86 400 бөлігі деп анықталған болды. 1956 жылдан бастап секунд тропикалық жылдың 1/31 556 925,9747 бөлігіне тең деген анықтама қабылданды. Осы бөлшектің бөлімінде тұрған сан – эфемеридалық ЕТ уақыт пен бүкіләлемдік UТ уақыт арасындағы айырмасы нолге жақын болған 1900 жылындағы бұрынғы әдіспен анықталған секундтардың саны. Мұндай секунд эфемеридалық деп аталады, ол орташа күн тәулік ұзақтығының өзгеруіне тәуелсіз болғандықтан, оның тұрақтылығы орташа күн тәулікпен анықталатын секундтан көрі жоғары болады. Бақылау дәлдігінің артуы мен уақыттың атомдық шкаласын анықтау жаңа динамикалық шкалалардың құрылуына әкелді, ол барицентрлік пен жерлік динамикалық уақыт (TDB пен TDT, сәйкесінше), барицентрлік пен геоцентрлік координаттық уақыт (TCB пен TCG, сәйкесінше) және жерлік уақыт (TT) шкалалары. Эфемеридалық уақыт анықтай алынатын дәлдік деңгейінде (~0s,001) бұл шкалалар баламалы болып табылады. Динамикалық шкалалармен өлшенетін уақыт бірқалыпты болып табылатыны жоғарыда айтылды. Бірақ уақыттың идеал бірқалыпты динамикалық шкаласын құру мына себептермен шектеледі: күн жүйесінің құрылысын толығымен білмеу, күн жүйесі денелерін бақылаудың және олардың орындарын есептеу дәлдігінің деңгейі, бақылау мезеттерін анықтаудың дәлдігінің деңгейі. 1.11.10. Атомдық уақыт шкалалары Атомдық уақыт шкалалары атомдық сағат көрсетуіне негізделген, олардың өлшем бірлігі атомдардың бір кванттық күйінен екіншіге ауысу кезіндегі энергияның сәулену немесе жұтылу жиілігіне байланысты. Сөйтіп, атомдық уақыт жүйелері жиіліктің атомдық эталондарының ашылуына байланысты жасалынған, түбегейлі жаңа, Жер мен аспан денелерінің қозғалысына тәуелсіз уақыт шкалалары. Халықаралық атомдық уақыт ТАI (Temps Atomic International) жүйесі 1967 жылынан бастап Халықаралық уақыт бюросымен жеке обсерваториялардың атомдық эталондарын салыстыру негізінде есептеледі. Оның өлшем бірлігі – сыртқы магнит өрістер жоқ болғандағы, теңіз деңгейіндегі цезий-133 атомының негізгі күйінің екі асажұқа деңгейі арасындағы ауысудың резонанстық жиілігіне сәйкес келетін сәулеленудің 9 192 631 770 тербелісінің ұзақтығына тең атомдық секунд. ТАI секундының ұзақтығы ол 1900 жылындағы ET эфемеридалық уақыт секундының ұзақтығына тең болатындай етіп қалап алынған. Атомдық секунд эфемеридалық секундке қатысты 210-9 дәлдікпен анықталған. ТАI шкаласындағы уақытты есептеу басы ТАI мен UТ шкалаларындағы сағаттардың көрсетулері 1958 жылдың 1 қантарының 0h UТ мезетінде бірдей болатындай етіп қалап алынған. Бұл мезет үшін ΔТ= ЕТ- UТ айырмасы +32s,184 тең болғандықтан, TAI атомдық шкаланың ET шкаламен айырмасы мына қатынаспен беріледі: ЕТ= ТАI+32s,184 Зерттеулер көрсеткендей, атомдық эталондармен анықталатын уақыт шакаласы өте тұрақты болып табылады және оңай жүзеге асырылады. 1 айдан 1 жылға дейінгі уақыт аралығы үшін ТАI секунд ұзақтығының тұрақсыздығы 10-14 тең (не одан кіші). Орталаудың аралықтары үлкендеу болған жағдайда тұрақсыздық ~510-14 дейін өседі. Цезийліктен басқа жиіліктің сутегілік, рубидийлік, тағы басқа да стандарттары бар. Әр стандарт атомдық уақыттың өзіндік шкаласын анықтайды. Сутегілік стандарттардың қысқамерзімді (100-1000 с аралығындағы) тұрақтылығы цезийлікке қарағанда жоғары болып табылады (тұрақсыздығы 10-15 аз болады). Атомдық уақыт астрономиялық бақылаулар мен аспан денелерінің қозғалысына тәуелсіз болғандықтан, сондай-ақ оның көмегімен уақыттың бірқалыпты шкаласын жоғары дәлдікпен оңай жүзеге асырылатындықтан, ол Жердің өз осі бойымен айналуының бірқалыпсыздығын зерттеу негізі болып табылады. Жалпы, айтылған артықшылықтарына байланысты, қазіргі кезде уақыттың атомдық шкаласы астрономияда да, күнделікті өмірде де қолданылатын уақыт шкаласы болып табылады. Атомдық пен динамикалық уақыт шкалалары бір біріне де, күн мен жұлдыздық уақыт шкалаларына, яғни Жер айналуына, тәуелсіз болып табылады. Бірақ адамның күнделікті өмірі Күннің кульминациясы, шығысы және батысымен, яғни Жер айналуымен тығыз байланысты болғандықтан, астрометрияның маңызды міндеттерінің бірі – атомдық және күн уақыты арасындағы байланысты табу. Бұл есеп тек қана радиокөздерді, жұлдыздарды, күн жүйесінің денелерін жүйелі турде бақылау көмегімен шешілу мүмкін. Бақылаулар күн жүйесінің айнымалы гравитациялық өрісте қозғалып тұрған Жерден жүргізіледі. Сондықтан бақылау мезеттерін атомдық шкаладан динамикалық шкалаларға және кері түрлендірулер қазіргі заманғы сфералық астрономияда Эйнштейннің салыстырмалық теориясы негізінде Жердің жылдамдығы мен күн жүйесінің гравитациялық потенциалын еске алып жүргізіледі. Пульсарларды ашу, оларды бақылау әдістері мен бақылау нәтижелерін өңдеу теориясын даярлау жаңа шкаланың – пульсарлық уақыт шкаласының құрылуына әкелу тиіс, оның ұзақ уақыт аралықтарындағы тұрақтылығы атомдық уақыттан жоғары болады. жүктеу/скачать 9,3 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|