Владимир Петрович Бровко
Катехизис по астрономии
Каждому действительному числу может быть поставлен в соответствие момент времени, и, наоборот, каждому моменту времени может быть поставлено в соответствие действительное число.
Таким образом, время образует континуум.
Аналогично арифметизации (сопоставлению каждой точки числу) точек евклидового пространства, можно провести арифметизацию всех точек времени от настоящего неограниченно назад в прошлое и неограниченно вперед в будущее.
Для измерения времени необходимо только одно число, то есть время одномерно. Промежуткам времени можно поставить в соответствие параллельные векторы, которые можно складывать и вычитать как отрезки прямой.
Важнейшим следствием однородности времени является закон сохранения энергии (теорема Нётер).
Уравнения механики Ньютона и электродинамики Максвелла не изменяют своего вида при смене знака времени на противоположный. Они симметричны относительно обращения времени (T-симметрия).
Время в классической механике и электродинамике обратимо!
В классической физике связь между понятиями времени и пространства проявляется посредством взаимосвязи свойств импульса и энергии. Изменение импульса (сохранение которого связано со свойством симметрии пространства – однородностью) определяется временной характеристикой силы – её импульсом
76. Какие есть философские концепции Времени?
Одним из первых философов, которые начали размышлять о природе времени, был Платон.
Время (греч. ) он характеризует в своем трактате Тимей как «движущееся подобие вечности». Оно является характеристикой несовершенного динамического мира, где нет блага, но есть лишь стремление им обладать.
Время, таким образом, обнаруживает момент неполноты и ущербности (никогда нет времени).
Вечность (греч. ), напротив, является характеристикой статического мира богов. Аристотель развил это понимание времени, определив его как «меру движения». Такое толкование было закреплено в его «Физике», и оно заложило основу естественнонаучного понимания времени.
В начале Средневековья Августин развивает концепцию субъективного времени, где оно становится психическим феноменом смены восприятий (растяжением души – лат. distentio animi).
Августин различает три части времени: настоящее, прошлое и будущее.
Прошлое дано в памяти, а будущее в ожидании (в том числе в страхе или в надежде). Августин отмечает такой аспект времени, как необратимость, поскольку оно наполняется свершающимися событиями (время проходит). Помимо души человека, время обнаруживает себя в человеческой истории, где оно линейно.
В дальнейшем оба толкования времени развиваются параллельно. Естественнонаучное понимание времени углубляет Исаак Ньютон, введя концепцию «абсолютного времени», которое течёт совершенно равномерно и не имеет ни начала, ни конца.
Готфрид Лейбниц следует за Августином, усматривая во времени способ созерцания предметов внутри монады.
За Лейбницом следует Иммануил Кант, которому принадлежит определение времени как «априорной формы созерцания явлений»
Однако, как естественнонаучная, так и субъективная концепции времени обнаруживают в себе нечто общее, а именно момент смены состояний, ибо если ничего не изменяется, то и время никак себя не обнаруживает. А. Бергсон в этой связи отрицает «отдельное» существование времени и предметов, утверждая реальность «длительности».
Время является одной из форм проявления длительности в нашем представлении.
Познание времени доступно лишь интуиции.
Длительность ВРЕМЕНИ – это непрерывное развитие прошлого, вбирающего в себя будущее и разбухающего по мере движения вперед.»
Схожие представления развиваются в столь различных философских направлениях, как диалектический материализм (время как форма всякого бытия) и в феноменологии.
Время уже отождествляется с бытием (например, в работе Хайдеггера «Бытие и время» 1927 г.) и его противоположностью уже становится не вечность, но небытие. Онтологизация времени приводит к его осознанию как экзистенциального феномена.
77. Какие существуют религиозно-мифологические концепции ВРЕМЕНИ?
В индуизме есть божество Махакала (в переводе с санскрита означает «Великое время») который первоначально был одной из двух ипостасей бога Шивы. Согласно индуистской космогонии, особой энергией, или формой Шивы, признаётся Время (Кала), которым или в котором, создаётся вселенная, и которое, обратившись в грозное пламя, уничтожает её в ходе светопреставления.
Но когда «огонь Времени» (кала-агни) затухает, Время «пожирает само себя» и превращается в Махакалу – абсолютное «Время над Временем», Вечность. Это совпадает с началом периода небытия вселенной (пралая). Концепция Махакалы возможно восходит к «Атхарваведе» (сер. I тысячелетия до н. э.).
78. Какие вопросы остались нерешенными современной нам наукой в определении понятия ВРЕМЕНИ?
И тут как сам видит читатель, что по состоянии на 2017 г. самые зрелые умы нашей ЦИВИЛИЗАЦИИ так увы и не решили однозначно вопрос с определением ВРЕМЕНИ!
И тут самое время упомянуть для любознательного читателя и о проблемах в вопросе ВРЕМЕНИ, а именно я тут перечислю просто нерешённые проблемы физики времени:
Почему вообще течёт время?
Почему время всегда течёт в одном направлении?
Существуют ли кванты времени?
Почему время одномерно?
В некоторых решениях уравнений Эйнштейна присутствуют замкнутые времени подобные линии.
Вероятно, это свидетельствует о неполноте геометрического описания времени в общей теории относительности и необходимости дополнения общей теории относительности топологическими аксиомами, задающими свойства времени как порядкового отношения.
79. Откуда ведется «Отсчёт времени"?
Как в классической, так и в релятивистской физике для отсчёта времени используется временная координата пространства-времени (в релятивистском случае – также и пространственные координаты), причём (традиционно) принято использовать знак «+» для будущего, а знак «-» – для прошлого.
Однако смысл временной координаты в классическом и релятивистском случае различен
Ну, а закончив с научными проблемами нам самое врем я вернутся к нашим сегодняшним реалиям и посмотреть на то как вопрос ВРЕМЕНИ сейчас решается в астрономии, навигации и в социальной жизни.
80. Как делится ВРЕМЯ?
Время в Астрономии и навигации связано с суточным вращением земного шара. Для отсчёта времени используются несколько понятий.
Местное истинное солнечное время (local apparent solar time) – полдень определяется по прохождению Солнца через местный меридиан (наивысшая точка в суточном движении).
Используется, в основном, в задачах навигации и астрономии.
Это то время, которое показывают солнечные часы.
Местное среднее солнечное время (local mean solar time) – в течение года Солнце движется слегка неравномерно (разница ±15 мин), поэтому вводят условное равномерно текущее время, совпадающее с солнечным в среднем. Это время своё собственное для каждой географической долготы.
Всемирное время (Гринвичское, GMT) – это среднее солнечное время на начальном меридиане (проходит около Гринвича).
Уточнённое всемирное время отсчитывается при помощи атомных часов и называется UTC (англ. Universal Time Coordinated, Всемирное координированное время).
Это время принято одинаковым для всего земного шара.
Используется в астрономии, навигации, космонавтике и т. п.
Звёздное время – отмечается по верхней кульминации точки весеннего равноденствия. Используется в астрономии и навигации.
Астрономическое время – общее понятие для всех вышеперечисленных.
Поясное время – из-за неудобства в каждом населённом пункте иметь собственное местное солнечное время, земной шар размечен на 24 часовых пояса, в пределах которых время считается одним и тем же, а с переходом в соседний часовой пояс меняется ровно на 1 час.
Декретное время – порядок исчисления времени «поясное время плюс один час». В 1930 году стрелка часов на всей территории СССР была переведена на 1 час вперёд. Например, Москва, формально находясь во втором часовом поясе, стала применять время, отличающееся от Гринвича на +3 часа.
В течение многих лет декретное время являлось основным гражданским временем в СССР и России.
Летнее время (daylight saving time, summer time) – сезонный перевод стрелок, весной на 1 час вперёд, осенью на 1 час назад.
Местное время (standard time, local standard time) – время часовой зоны, в которой расположена соответствующая территория.
Понятие местного времени введено в России федеральным законом в 2011 году вместо понятий поясное время и декретное время.
81. Каковы Единицы измерения Времени?
Название Длительность
Гигагод 1 000 000 000 лет
Тысячелетие (Миллениум) 1000 лет
Век, столетие 100 лет
Индикт 15 лет
Десятилетие 10 лет
Год 365/366 суток
Квартал 3 месяца – 1/4 года
Месяц 3 декады – 28-31 суток, но чаще всего используют 30 суток
Декада 10 суток
Неделя 7 суток
Шестидневка 6 суток
Пятидневка 5 суток
Сутки 1/7 недели
Час 1/24 суток
Минута 1/60 часа
Секунда 1/60 минуты
Терция 1/60 секунды
Санти секунда 102 секунды
Миллисекунда 103 секунды (движение пули на коротком отрезке)
Микросекунда 106 секунды (поведение перешейка при отрыве капли)
Наносекунда 109 секунды (диффузия вакансий на поверхности кристалла)
Пикосекунда 1012 секунды (колебания кристаллической решетки, образование и разрыв химических связей)
Фемтосекунда 1015 секунды (колебания атомов, ЭМ-поля в световой волне)
Аттосекунда 1018 секунды (период ЭМ-колебаний рентгеновского диапазона, динамика электронов внутренних оболочек многоэлектронных атомов)
Зептосекунда 1021 секунды (динамика ядерных реакций)
Иоктосекунда 1024 секунды (рождение/распад нестабильных элементарных частиц)
82. Почему в неделе семь дней?
Семидневная неделя (период времени с особым названием каждого дня) впервые вошла в употребление на Древнем Востоке.
Ее происхождение некоторые связывают с тем, что семь дней – это отрезок времени, приблизительно равный одной лунной фазе.
Другие считают, что выбор семерки для числа дней в неделе обусловлен количеством известных тогда небесных светил, с которыми и отождествлялись дни недели.
В I веке н. э. семидневной неделей стали пользоваться в Риме, откуда она распространилась по всей Западной Европе.
Римляне назвали субботу днем Сатурна, а следующие по порядку – днем Солнца, Луны, Марса, Меркурия, Юпитера, Венеры.
Эти названия в западноевропейских языках отчасти сохранились до настоящего времени. У некоторых народов было распространено деление времени на пятидневные недели.
У древних египтян были приняты десятидневные недели – декады. В XVIII веке в период Великой французской революции декады существовали и в календаре Франции.
83. Что такое сутки и чем из измеряют?
Сутки связаны с движением Земли вокруг своей оси, но определение их на основе этого движения неоднозначно и приблизительно. По выбору «ориентира», относительно которого фиксируется время полного оборота Земли относительно собственной оси, различают сутки солнечные и звездные.
Солнечные сутки – это промежуток времени между двумя последовательными пересечениями Солнцем одного и того же земного меридиана. Среднюю продолжительность таких суток договорились считать равной 24 часам. Звездные сутки определяются как время, затраченное Землей на полный оборот вокруг своей оси относительно звезд, расстояние до которых настолько велико, что их лучи можно считать параллельными.
Продолжительность таких суток немного меньше и равна 23 часам 56 минутам и 4 секундам.
Различие приблизительно в 4 минуты между звездными и солнечными сутками возникает из-за того, что Земля, вращаясь вокруг себя самой, одновременно обращается вокруг Солнца, и смещение нашей планеты за 24 часа не столь ничтожно по отношению к расстоянию Земля – Солнце, как относительно расстояния Земля – «неподвижные» звезды.
Для того чтобы Солнце, наблюдаемое после полного оборота Земли вокруг своей оси из нового положения планеты, вновь оказалось на том же меридиане, необходимо, чтобы Земля «довернулась» примерно на один градус.
Такой угол она проходит как раз приблизительно за 4 минуты.
Строгости ради следует также упомянуть, что звездные сутки короче периода вращения Земли на 0,0084 секунды, поскольку, вследствие прецессии, ось вращения Земли постепенно изменяет свое направление, перемещаясь по конусу радиусом около 23,5 углового градуса с центром в полюсе эклиптики и совершая полный оборот за 25 770 лет.
Звездные сутки неудобны для измерения времени на практике, так как они не согласуются с чередованием дня и ночи.
Поэтому в обиходе приняты солнечные сутки.
84. Что такое Год?
Год – это интервал времени, за который наша планета полностью обходит свою орбиту вокруг Солнца. Продолжительность года различается в зависимости от того, берется за точку отсчета при его измерении бесконечно далекая звезда или Солнце.
В первом случае определяется промежуток времени, в течение которого Солнце совершает свой видимый годичный путь по небесной сфере относительно звезд.
Такой год называется звездным (сидерическим), а его продолжительность составляет 365 суток 6 часов 9 минут и 10 секунд.
Поэтому, когда вы уважаемый читатель 31 декабря в 24.00 празднуете начало Нового года то вы «сильно спешите», ибо Новый год наступит только через 6 часов 9 минут и 10 секунд!
А это для большинства из нас проходит совершено незаметно! особенно из числа тех, кто бурно праздновал Новый год обычно во сне, вызванном усталостью или алкогольным опьянением.
Но если измерить промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия (период, в течение которого на Земле происходит смена времен года – весны, лета, осени и зимы), то получим продолжительность солнечного (тропического) года, которая составляет 365 суток 5 часов 48 минут и 46 секунд.
Различие между звездным и солнечным годом связано с тем, что из-за прецессии точек равноденствия каждый год дни равноденствий (а также солнцестояний) наступают «раньше» приблизительно на 20 минут по сравнению с предыдущим годом.
Таким образом, Земля обходит свою орбиту чуть быстрее, чем Солнце в его видимом движении через звезды возвращается в точку весеннего равноденствия.
В обыденной жизни мы пользуемся не звездным и не солнечным, а календарным годом, составляющим 365 суток для простых годов и 366 для високосных.
85. Что такое Всемирное время и чем оно отличается от местного?
Всемирное (мировое) время – это среднее солнечное время начального (нулевого) меридиана, проходящее через прежнее место расположения Гринвичской обсерватории (в Лондоне).
Всемирное время отсчитывается от полуночи и на 3 часа отличается от московского времени. Местное время – это время, определяемое для данного места на Земле.
Местное время зависит от географической долготы места и одинаково для всех точек на одном меридиане. Разность местного времени в двух местах на Земле численно равна разности их географических долгот, выраженных в единицах времени. Местное время раньше было принято в обыденной жизни, но с конца XIX века в большинстве стран (в СССР с 1919 года) его стали заменять на поясное время. В быту поясное время и ныне часто неправильно называют местным.
