Существует шутка, что у нас время зимой летит быстрее, чем летом. На чём она основана?
Обратите внимание, что означает «у нас». У нас — это у кого? Или где?
Также заметьте, что речь идет о шутке. Значит, в реальности время течет равномерно. А что же тогда меняется?
Исторически время в астрономии измерялось по положению светил на небесной сфере, точнее — по периодическим изменениям положения светил. Эта периодичность и лежит в основе единиц измерения времени. Так, год — это время, за которое Солнце совершает полный оборот по небесной сфере и возвращается в исходную точку, за которую в свое время была принята точка весеннего равноденствия. Сейчас мы знаем, что это не Солнце вращается вокруг Земли, а Земля движется вокруг Солнца по орбите.
Однако уже в древности, как только появились первые солнечные часы, люди заметили, что солнечная тень в таких часах в течение года двигалась неравномерно. Как впоследствии выяснилось, это было обусловлено двумя факторами:
1. Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, то есть ее скорость в разных точках орбиты разная. В связи с этим, и скорость перемещения диска Солнца по небесной сфере так же была не постоянна. Момент прохождения Землей точки перигелия, то есть точки орбиты, находящейся на минимальном расстоянии от Солнца, приходится на начало января. Именно в это время «часовая стрелка» солнечных часов движется быстрее всего.
2. На 22 декабря, плюс-минус день, приходится момент зимнего солнцестояния. В это время склонение Солнца перестает уменьшаться и начинает расти, а угловое движение Солнца происходит параллельно небесному экватору, в плоскости которого и ведется отсчет времени. Однако Солнце перемещается по небесной сфере в направлении, противоположном вращению небесной сферы. Это приводит к тому, что в сумме движение Солнца по небесной сфере в день зимнего солнцестояния происходит медленнее, чем в другие дни. То есть в конце декабря — начале января солнечное время «замедляется».
Оба эти эффекта приводят к появлению поправки для определения времени, которая называется «уравнение времени».
Уравнение времени есть разница между «местным истинным солнечным временем» и «местным средним солнечным временем». Если эта поправка положительна, значит истинное время больше среднего и, значит, реальное Солнце (точнее, показания времени по реальному Солнцу) опережает показание наших часов. Эта поправка вычисляется на каждый день и достигает минимума (–16,4 минут) в начале ноября и максимума (+14,3 минуты) в начале февраля. То есть можно считать, что в начале февраля «время ускоряется».
На самом деле, конечно же, это не так! Никакого ускорения времени нет. Ибо в нашем случае мы всего лишь измеряем промежутки времени, используя природные «почти-периодические» процессы — обращение Земли вокруг Солнца по эллиптической орбите, дополнительно искаженное наклоном земной оси.
Реальное изменение течения времени, как одной из координат «пространства-времени», можно заметить только при релятивистском приближении, то есть на больших скоростях или в присутствии значительных силовых полей, и к смене времен года оно отношения не имеет.
Все единицы измерения времени появились очень давно и обусловлены астрономическими и историческими причинами.
Так, год — это время обращения Земли вокруг Солнца (раньше считалось, что, наоборот, Солнце вращается вокруг Земли).
Месяц — время между двумя одинаковыми лунными фазами, например между двумя ближайшими новолуниями.
Неделя — промежуток времени между последовательными фазами Луны. Всего существует четыре фазы — новолуние, первая четверть, полнолуние и последняя четверть.
Сутки — это суммарное время продолжительности дня и ночи, то есть время между последовательными кульминациями Солнца.
Наличие в сутках 24 часов обусловлено тем, что в Древнем Вавилоне использовалась двенадцатеричная система счисления, где за основу было взято число 12. Соответственно, каждый день состоял из 12 часов. Каждая ночь также состояла из 12 часов. Когда люди обнаружили, что день и ночь суммарно составляют единое целое и образуют сутки, было уже поздно что-либо менять, и в сутках стало 24 часа.
Таким же образом, благодаря неточности определения продолжительности года, в котором, по разным данным того времени, было от 355 до 370 дней (суток), было принято, что в году 360 суток. Это число было принято потому, что оно великолепно подтверждало божественность существующего мира. В году было 12 месяцев, в каждом из них по 30 дней. 360 частей, на которые разбивалась эклиптика (линия на небесной сфере, по которой перемещалось Солнце в течение года), прекрасно поддерживало идею симметричности и идеальности мира (число 60 в двенадцатеричной системе выполняет роль 100 в десятеричной).
Таким образом, в окружности осталось 360 градусов. То есть, по мнению древних мудрецов, 1 градус — это путь Солнца на небесной сфере, который оно проходит за 1 сутки.
1 час состоит из 60 минут (по аналогии с десятеричной системой единиц, где в 1 часе было бы 100 минут). То же относится и к секундам: в 1 минуте — 60 секунд.