Время и календарь

Мы дали здесь только общий план определения времени на обсерватории. В действительности дело происходит гораздо сложнее, так как невозможно сделать абсолютно точный инструмент и невозможно произвести наблюдение с абсолютной точностью. Поэтому момент прохождения звезды через меридиан мы всегда определим с некоторой ошибкой. Чтобы по возможности уменьшить эту ошибку, помещают в поле зрения не одну нить, а целый ряд их на точно известных расстояниях друг от друга, и отмечают прохождение звезды через каждую из нитей; наблюдают не одну звезду, а несколько, не менее 6–8; наконец, применяют особую, отчасти автоматическую, регистрацию моментов прохождения звезды через нити и т. д.

В результате этих ухищрений на обсерваториях удаётся определять время или, как обычно говорят, «поправку часов», с чрезвычайно большой точностью, именно, с возможной ошибкой не более двух-трёх сотых долей секунды! Вот за такую величину, почти неуловимую человеческими чувствами, может ручаться астроном при определении поправки своих часов.

Но недостаточно определить время, надо уметь его сохранить до следующего астрономического определения. Поэтому на обсерватории должны быть особенно точные часы, за показание которых можно было бы ручаться и в те дни, когда определение времени по звёздам не производится.

Астрономические часы по своему устройству похожи на обычные стенные часы с маятником, без боя, но только все части их механизма сделаны чрезвычайно тщательно.

Особенное внимание при изготовлении часов обращают на маятник: ведь часы идут правильно только в том случае, если маятник качается всё время с одинаковой скоростью. А так как изменение температуры в воздушного давления сильно влияет на качание маятника, то главные часы обсерватории обыкновенно устанавливают в таком помещении, где температура мало меняется, например, в подвале; вдобавок их заключают ещё под закупоренный стеклянный колпак, внутри которого поддерживается постоянное воздушное давление (рис. 9).

Рис. 9. Астрономические часы под стеклянным колпаком.

Понятно, что хорошие часы надо оберегать от сотрясений и как можно реже трогать. Вот почему обсерваторские часы, к удивлению посетителей нередко показывают неверное время. Астроном довольствуется тем, что почаще определяет и записывает поправку своих часов, но стрелок не переставляет, так как это расстроило бы ход часов. Если даже поставить часы совершенно точно, то через некоторое время они опять станут показывать неверно, так как нет часов, которые шли бы абсолютно правильно, не уходили бы вперёд и не отставали. Поэтому астрономы заботятся лишь о том, чтобы часы уходили вперёд иди отставали каждые сутки по возможности на одну и ту же величину. Эта величина называется ходом часов; у хороших часов ход должен оставаться одинаковым в течение сравнительно долгого времени. Желательно, конечно, чтобы ход был невелик, тогда и поправка будет изменяться медленно, и её точнее можно будет определить для нужного момента. У лучших современных часов изменения хода составляют несколько сотых долей секунды в сутки. По таким часам можно получить верное время с ошибкой меньше 0,1 секунды даже неделю спустя после проверки их по звёздам (после «определения поправки»), настолько хорошо они «держат ход».

9. ТРОПИЧЕСКИЙ ГОД И КАЛЕНДАРНЫЙ ГОД

Наша основная единица времени, солнечные сутки, очень неудобна для измерения длинных периодов.

Если бы мы вздумали измерять днями, например, возраст человека, то получались бы такие большие числа, что нам пришлось бы сделать то, что всегда делают в подобных случаях: взять более крупную единицу.

Например, при измерении веса основная единица есть грамм; но для взвешивания больших тяжестей мы употребляем единицу в 1000 граммов (килограмм) и в 1000 килограммов (тонну). Кажется, что и для измерения времени проще всего было бы составить новые единицы, например по 100 или по 1000 дней каждая, и придумать для них особые названия. Но тут-то выявляется резкое отличие времени от других величин: более крупная единица времени, как бы предназначенная для измерения длинных промежутков, уже дана самой природой, и обойти её мы не можем. Единица эта — год.

Правильное периодическое возвращение времён года, особенно в умеренном климате, почти так же заметно, как смена дня и ночи; а так как с временами года связан весь распорядок хозяйственной жизни, то человек уже с незапамятных времён стал пользоваться годом как естественной мерой времени. И впоследствии в календарях всех народов год являлся основной единицей для измерения длинных промежутков времени, и так, конечно, будет всегда.

Но год имеет неприятную особенность: эта «крупная» единица времени не содержит целого числа «мелких» единиц — дней; длина так называемого тропического года составляет, как уже говорилось в главе 3-й, 365 дней 5 часов 48 минут 46 секунд. Это и является причиной ряда затруднений.