Время - важнейшая философская, научная и практическая категория. Выбор способа измерения времени интересовал человека с древнейших времен, когда практическая жизнь стала связываться с периодами обращения солнца и луны. Несмотря на то что первые часы — солнечные — появились за три с половиной тысячелетия до нашей эры, эта проблема остаётся достаточно сложной. Часто ответить на самый простой вопрос, с ней связанный, например "сколько в сутках часов", бывает не так просто.

История времяисчисления

Чередование светлого и темного времени суток, периодов сна и бодрствования, работы и отдыха стало означать для людей ход времени ещё в первобытные времена. Ежедневно солнце двигалось по небосклону днем, от восхода до заката, а луна - ночью. Логично, что период между одинаковыми фазами движения светил стал единицей времяисчисления. День и ночь постепенно сложились в сутки — понятие, определяющее смену даты. На их основе появились более краткие единицы времени - часы, минуты и секунды.

Впервые определять, сколько в сутках часов, стали в античные времена. Развитие познаний в астрономии привело к тому, что день и ночь стали делить на равные периоды, связанные с восходом к небесному экватору определенных созвездий. А шестидесятеричную систему счисления греки переняли от древних шумеров, которые считали её наиболее практичной.

Почему именно 60 минут и 24 часа?

Чтобы сосчитать что-либо, древний человек использовал то, что обычно всегда под рукой - пальцы. Отсюда берет начало десятеричная система счисления, принятая в большинстве стран. Другой способ, основанный на фалангах четырех пальцев раскрытой ладони левой руки, достиг расцвета в Египте и Вавилоне. В культуре и науке шумеров и других народов Междуречья священным стало число 60. Во многих случаях делить его без остатка позволяло наличие множество делителей, одним из которых является 12.

Математическое понятие того, сколько в сутках часов, берет начало в Древней Греции. Греки одно время учитывали в календаре только светлое время дня и разделили время от восхода до заката на двенадцать одинаковых интервалов. Затем они так же поступили с ночным временем, в результате получили 24-частное деление суток. Греческие ученые знали, что долгота дня в течение года меняется, поэтому долгое время существовали дневные и ночные часы, которые были одинаковы только в дни равноденствия.

От шумеров греки восприняли и деление окружности на 360 градусов, на основе которого была разработана система географических координат и деление часа на минуты (minuta prima (лат.) - "уменьшенная первая часть" (часа)) и секунды (secunda divisio (лат.) - "второе деление" (часа)).

Солнечные сутки

Смысл суток относительно взаимодействия небесных объектов - это отрезок времени, за который Земля делает полный оборот вокруг оси вращения. Учеными-астрономами принято делать несколько уточнений. Они выделяют солнечные сутки - начало и окончание оборота считается по нахождению Солнца в одной и той же точке небесной сферы - и разделяют их на истинные и средние.

Сказать с точностью до секунды, сколько часов в сутках, которые называются истинными солнечными, без уточнения конкретной даты невозможно. В течение года их продолжительность периодически меняется на почти минуту. Это происходит из-за неравномерности и сложной траектории движения светила по небесной сфере - ось вращения планеты имеет наклон около 23 градусов относительно плоскости небесного экватора.

Более-менее точно можно сказать, сколько часов и минут в сутках, которые специалистами именуются как средние солнечные. Это и есть привычные, используемые в повседневной жизни календарные отрезки времени, определяющие конкретную дату. Считается, что их продолжительность постоянна, что в них ровно 24 часа, или 1440 минут, или 86 400 секунд. Но и это утверждение условно. Известно, что скорость вращения Земли уменьшается (сутки удлиняются за сто лет на 0,0017 секунды). На интенсивность вращения планеты влияют сложные гравитационные космические взаимодействия и спонтанные геологические процессы внутри неё.

Звездные сутки

Современные требования к расчетам в космической баллистике, навигации и т. п. таковы, что вопрос о том, сколько часов длятся сутки, требует решения с точностью до наносекунд. Для этого выбираются более стабильные точки отсчета, чем близлежащие небесные тела. Если рассчитывать полный оборот земного шара, взяв за исходный момент его положение относительно точки весеннего равноденствия, можно получить длительность суток, называемых звездными.

Современная наука точно устанавливает, сколько часов в сутках, носящих красивое наименование звездных, — 23 ч 56 мин 4 с. При этом в некоторых случаях их длительность еще более уточняется: истинное количество секунд - 4,0905308333. Но и этот масштаб уточнений бывает недостаточным: на постоянство точки отсчета влияет неравномерность орбитального движения планеты. Чтобы исключить этот фактор, выбирается особое, эфемеридное начало координат, связанное с внегалактическими радиоисточниками.

Время и календарь

Окончательный вариант определения того, сколько в сутках часов, близкий к современному, был принят в Древнем Риме, с введением юлианского календаря. В отличие от древнегреческой системы времяисчисления сутки делились на 24 равных интервала, вне зависимости от времени суток и времени года.

В разных культурах применяются свои календари, имеющие точкой отсчета специфические события чаще всего религиозного характера. Но продолжительность средних солнечных суток на всей Земле одинакова.

Более строго это промежуток времени между двумя одноимёнными (верхними или нижними) кульминациями (прохождениями через меридиан) центра Солнца в данной точке Земли (или иного небесного тела).

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

Проблемы високосного года и звездных суток

Подробнее о времени

Субтитры

Солнечные сутки на Земле

Колебания продолжительности солнечных суток

Средние солнечные сутки не подвержены периодическим изменениям, как истинные солнечные сутки, но их длительность монотонно изменяется в связи с изменением периода осевого вращения Земли и (в меньшей степени) с изменением длительности тропического года, увеличиваясь примерно на 0,0017 секунды в столетие. Так, длительность средних солнечных суток в начале 2000 года была равна 86400,002 секунды СИ . Следует отметить, что здесь в качестве единицы измерения указана именно секунда СИ, определённая с использованием внутриатомного периодического процесса, а не средняя солнечная секунда, которая по определению равна 1/86 400 части средних солнечных суток и, следовательно, также не является постоянной.

Введение поправок

Хотя средние солнечные сутки не являются, строго говоря, неизменной единицей времени, но повседневная жизнь людей связана именно с ними. В связи с накоплением поправки к длительности суток в среднем солнечном времени по отношению к равномерному атомному времени, иногда приходится добавлять к атомной шкале UTC так называемую високосную секунду , чтобы восстановить привязку этой шкалы к солнечной шкале времени . Теоретически возможно и вычитание високосной секунды, так как вращение Земли в принципе не обязано постоянно замедляться.

Солнечные сутки на других планетах и спутниках

Луна

Средние солнечные сутки на Луне равны среднему синодическому месяцу (среднему промежутку между двумя одинаковыми фазами Луны , например, полнолуниями) - 29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды. Истинные солнечные сутки могут отклоняться от средних на 13 часов в обе стороны, что связано как с неравномерностью движения Земли по орбите, так и с наклоном орбиты Луны к эклиптике, с эллиптичностью её орбиты и с наклоном оси вращения Луны к плоскости орбиты (см. также Либрация).

Другие На газовых гигантах, не имеющих твёрдой поверхности, солнечные сутки зависят от широты - атмосфера вращается с разными скоростями на разных широтах.

Меркурий обходит вокруг Солнца за 87,97 дня, а вокруг своей оси делает полный оборот за 58,65 дня (эти периоды относятся как 3:2). Средний промежуток времени между двумя верхними кульминациями Солнца на этой планете равен 176 дням, что равно двум её годам. Интересно, что когда он находится вблизи перигелия, Солнце для наблюдателя на поверхности планеты может в течение 8 дней двигаться в обратном направлении, поэтому, строго говоря, привязка определения солнечных суток к кульминации в этом случае не вполне корректна.

На Венере , чей сидерический период обращения вокруг своей оси равен 243 дням - больше, чем орбитальный период (224,7 дня), средние солнечные сутки равны примерно 116,7 дня (из-за вращения в обратную сторону)

На Марсе средние солнечные сутки лишь слегка больше, чем земные. Они равны 24 ч 39 мин 35,244 с.

На Юпитере сутки равны 9 часам 55 минутам 40 секундам, на Сатурне 10 часам 34 минутам 13 секундам. Сутки на Уране равны 17 часам 14 минутам 24 секундам, а на Нептуне 15 часам 57 минутам 59 секундам.

У Плутона ввиду его крайней удалённости от Солнца (и, следовательно, малости угловой орбитальной скорости) средние солнечные сутки практически равны периоду вращения: 6 дней 9 часов 17 минут 36 секунд.

Примечания

Сколько длятся сутки? Странный вопрос: мы с детства знаем, что сутки - это ровно 24 часа, или 1440 минут или 86400 секунд. Так, да не так. Сутки - это период времени, за который Земля совершает один полный поворот вокруг своей оси, а он, оказывается никогда не занимает ровно 24 часа.

Cколько же длятся сутки?

Если за точку отсчета взять далёкую звезду, и сутками считать промежуток, за который она вернётся в ту же точку, то окажется, что один оборот нашей планеты занимает 23 часа 56 минут и 4 секунды! То есть за день астрономическая полночь может уползти почти на 4 минуты! Мало того, этот период назваемый звездными сутками в зависимости от трения, вызываемого синоптическими ситуациями, приливами/отливами и геологическими событиями всё время меняется в диапазоне до 50 секунд. Если же за точку отсчета взять наше Солнце, как делали предки, то число уже получается более близкое к 24 часам. Это называется солнечные сутки . В среднем за год с учетом оборота планеты вокруг солнца солнечные сутки на долю секунды короче, чем двадцать четыре часа.

Когда эти расхождения выявили с помощью точнейших атомных часов, было принято решение переопределить секунду как фиксированную долю «солнечных» суток, - точнее, миллионшестьсот-сорокатысячную.

Новая секунда вошла в обиход в 1967 году и определена как «интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения внешними полями». Точнее не скажешь - только уж больно муторно выговаривать все это в конце долгого дня.

Новое определение секунды означает, что солнечные сутки постепенно сдвигаются по отношению к атомным. В результате ученым пришлось вводить в атомный год так называемую «високосную секунду» (или «секунду координации»), с тем чтобы согласовать атомный год с солнечным.

С 1972 года високосную секунду добавляли уже 23 раза. Представляете, иначе наши сутки увеличились бы уже почти на полминуты. А Земля продолжает замедлять свое вращение. И, по оценкам ученых, в XXIII веке в наших сутках будет 25 нынешних часов.

Последний раз «високосная секунда» была добавлена 31 декабря 2005 года по указанию Международной службы оценки параметров вращения и координат Земли, базирующейся в Парижской обсерватории.

Хорошая новость для астрономов и тех из нас, кто любит, когда часы идут в ногу с движением Земли вокруг Солнца, но головная боль для компьютерных программ и всей той аппаратуры, что стоит на космических спутниках.

Идея ввода «високосной секунды» встретила решительный отпор со стороны Международного союза телекоммуникаций, который даже внес официальное предложение полностью отменить ее еще в декабре 2007 года.

Можно конечно дождаться, пока разница между Универсальным координированным временем (UTC) и Средним временем по Гринвичу (GMT) достигнет ровно часа (где-то через 400 лет) и уже тогда привести все в порядок. Ну а пока дебаты вокруг того, что считать «реальным» временем, продолжаются.

Энциклопедичный YouTube

1 / 2

✪ Заработок 1000 руб за сутки пассивно - ЛеоПайс работает!

✪ КАК Высыпаться за 2 Часа в Сутки? Узнай 5 Секретных Техник!

Субтитры

Сутки в астрономии

Продолжительность суток на планете зависит от угловой скорости её собственного вращения. В астрономии различают несколько типов суток, в зависимости от системы отсчёта. Если в качестве точки отсчёта вращения выбрать далёкую звезду, то, в отличие от центрального светила планетной системы, такие сутки будут иметь иную продолжительность. Например, на Земле различают средние солнечные сутки (24 часа) и звёздные, или сидерические сутки (приблизительно 23 часа 56 минут 4 секунды ). Они не равны друг другу, потому что, из-за орбитального движения Земли вокруг Солнца , для наблюдателя, находящегося на поверхности Земли, Солнце смещается на фоне далёких звёзд.

Истинными солнечными сутками называют промежуток времени между двумя верхними кульминациями (последовательными прохождениями центра Солнца через южную часть меридиана (для северного полушария); иначе говоря, время между двумя истинными полуднями); за начало этих суток принимается момент прохождения центра Солнца через южную часть меридиана; часовой угол центра Солнца называется истинным временем (см. Уравнение времени). Истинные солнечные сутки длиннее звёздных суток и продолжительность их изменяется в течение года, что происходит от наклонности эклиптики к плоскости экватора и от неравномерного движения Земли около Солнца .

Международная система единиц (СИ)

Единица измерения времени сутки (русское обозначение: сут; международное: d) относится к числу внесистемных единиц измерения и в СИ не входит. Однако в Российской Федерации она допущена к применению без ограничения срока действия с областью применения «все области». В этом случае 1 сутки принимаются равными точно 86 400 секунд . В СИ секунда определяется как 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 . Соответственно, определением суток в СИ может считаться 794 243 384 928 000 таких периодов.

В астрономии сутки, определённые через секунду СИ, называются юлианскими сутками.

В средних солнечных сутках содержится не целое количество секунд (например, их длительность на эпоху 2000,0 равнялась 86400,002 с), причём длительность средних солнечных суток также непостоянна из-за векового изменения угловой скорости вращения Земли (см. ).

В других языках

Как было сказано выше, в обиходе термин сутки часто заменяют словом день , но в любом случае, в русском языке есть слова для однозначного разделения понятий «день» (световой день) и «сутки» (24 часа). Отдельное слово для понятия «сутки» имеет место также в следующих языках:

В исламе сутки считаются от захода солнца до захода, то есть полное исчезновение солнца на горизонте обозначает начало нового дня, вне зависимости от зарева .

Деление суток

Число частей, на которые делились сутки, или отдельно ночь и день зависело от степени развития данного народа и увеличивалось постепенно с развитием человечества. Большая часть народов Нового Света делила сутки только на четыре части, соответствующие восходу солнца, высшей точке дневного пути его, заходу солнца и, наконец, середине ночи. По свидетельству путешественника Горребоу, описавшего Исландию в середине XVIII столетия, исландцы делили день на 10 частей. Арабы различали только восход солнца, подъём и опускание его, заход солнца, сумерки, ночь, первый крик петуха и рассвет. Однако у некоторых, в прошлом нецивилизованных народов, можно было найти сравнительно точное разделение дня, как, например, у туземцев островов Общества , которые во времена Кука имели разделение суток на 18 частей, длина которых была однако неодинакова; наиболее короткие промежутки времени соответствовали утру и вечеру, наиболее длинные - полуночи и полудню .

В Вавилоне также существовало деление дня и ночи по 12 часов. Согласно «Истории» (II, 109) Геродота , от вавилонян эту систему переняли греки, позднее, вероятно от египтян или греков, усвоили римляне. К примеру, зимой продолжительность «дневного часа» в Риме составляла около 45 минут.

Старорусское суточное исчисление

Период	Число дневных часов	Начало первого часа дня по современному исчислению	Число ночных часов	Начало первого часа ночи по современному исчислению
27 ноября - 1 января	7	8:30	17	15:30
2-16 января; 11-26 ноября	8	7:21	16	15:21
17 января - 1 февраля; 26 октября - 10 ноября	9	7:30	15	16:30
2-17 февраля; 10-25 октября	10	6:21	14	16:21
18 февраля - 5 марта; 24 сентября - 9 октября	11	6:30	13	17:30
6-20 марта; 8-23 сентября	12	5:21	12	17:21
21 марта - 5 апреля; 23 августа - 7 сентября	13	5:30	11	18:30
6-22 апреля; 7-22 августа	14	4:21	10	18:21
23 апреля - 8 мая; 23 июля - 6 августа	15	4:30	9	19:30
9-24 мая; 6-22 июля	16	3:21	8	19:21
25 мая - 5 июля	17	3:30	7	20:30

Деление на 12 основных частей

Традиционное китайское суточное исчисление

Время суток	Название	Значение названия
23:00-01:00	Час Крысы	Время, когда крысы наиболее активны в поисках пищи. Крысы также имеют разное количество пальцев на передних и задних лапах, благодаря чему эти грызуны стали символом «разворота», «нового начала».
01:00-03:00	Час Быка	Время, когда волы начинают пережёвывать жвачку, медленно и с удовольствием.
03:00-05:00	Час Тигра	Время, когда тигры наиболее свирепы, рыская в поисках добычи.
05:00-07:00	Час Кролика	Время, когда сказочный Нефритовый Кролик на Луне приготовляет растительные эликсиры для помощи людям.
07:00-09:00	Час Дракона	Время, когда драконы парят в небе, чтобы пошёл дождь.
09:00-11:00	Час Змеи	Время, когда змеи покидают свои убежища.
11:00-13:00	Час Лошади	Время, когда солнце стоит высоко в зените, и тогда как другие животные ложатся для отдыха, лошади все ещё на ногах.
13:00-15:00	Час Овцы	Время, когда овцы и козы едят траву и часто мочатся.
15:00-17:00	Час Обезьяны	Время активной жизнедеятельности обезьян
17:00-19:00	Час Петуха	Время, когда петухи начинают собираться в свои сообщества.
19:00-21:00	Час Собаки	Время собакам выполнять свои обязанности по охране зданий.
21:00-23:00	Час Свиньи	Время, когда безмятежно спят свиньи .

Деление на 30 основных частей

Деление на 22 основные части

Деление на 10 основных частей

Время	Геологический период	Число дней в году	Длина суток
Сегодня	Четвертичный	365	24 часа
100 млн лет назад	Юра	380	23 часа
200 млн лет назад	Пермь	390	22,5 часов
300 млн лет назад	Карбон	400	22 часа
400 млн лет назад	Силур	410	21,5 часов
500 млн лет назад	Кембрий	425	20,5 часов

Чтобы узнать продолжительность суток до эпохи возникновения кораллов, учёным пришлось прибегнуть к помощи синезелёных водорослей . С 1998 года китайские исследователи Чжу Шисин, Хуан Сюегуан и Синь Хоутянь из Тяньцзиньского института геологии и минеральных ресурсов проанализировали более 500 ископаемых строматолитов возрастом 1,3 миллиарда лет, росших некогда возле экватора и погребённых на горах Яньшань . Синезелёные водоросли реагируют на смену светлого и тёмного времени суток направлением своего роста и глубиной цвета: днём они окрашены в светлые тона и растут вертикально, ночью имеют тёмную окраску и растут горизонтально. По внешнему виду данных организмов, учитывая скорость их роста и накопленные научные данные по геологии и климатологии , оказалось возможным определить годовой, месячный и ежедневный ритмы роста синезелёных водорослей. Согласно полученным результатам, учёными был сделан вывод, что 1,3 миллиарда лет тому назад (в Докембрийскую эпоху) земные сутки длились 14,91-16,05 часов, а год состоял из 546-588 дней .

Существуют и противники этой оценки, указывающие что данные исследований древних приливных отложений, тайдалитов, противоречат ей .

Кроме изменения скорости вращения Земли на длительном промежутке времени (и вытекающим отсюда изменением длительности суток), изо дня в день происходят незначительные изменения скорости вращения планеты, связанные с распределением масс, например, из-за уменьшения объёма мирового океана или атмосферы от колебаний их средней температуры. При охлаждении мирового океана или атмосферы Земля вращается быстрее (и наоборот), так как в результате действует закон сохранения момента импульса . Также изменение средней продолжительности суток могут вызывать геологические события, например, сильные землетрясения . Так, в результате землетрясения 2004 года в Индийском океане продолжительность суток уменьшилась примерно на 2,68 микросекунды . Такие изменения отмечены и могут быть измерены современными методами.

В 1967 году Международный комитет мер и весов принял фиксированную секунду, без привязки к текущей продолжительности солнечных суток на Земле. Новая секунда стала равна 9 192 631 770 периодам излучения , соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния

Ежедневно вращение Земли замедляется на 3-4 сантиметра, поэтому продолжительность времени суток увеличивается. Ученые называют несколько причин, влияющих на этот процесс. Одной из них являются океанские приливы и отливы, из-за которых огромные массы воды трутся о поверхность земной коры и незаметно, но верно тормозят её вращение.

Международный коллектив ученых заинтересовался величиной этих отклонений. Для достижения максимальной точности измерений было выбрано местоположение самых удаленных, но хорошо различимых звезд, и с помощью телескопов отмечались изменения в их расположении на протяжении заданного интервала времени. Полученный результат обрабатывался на корреляторе - специальном компьютере высотой в рост человека.

Источником информации для коррелятора являются три региона планеты - городок Веттцель в Баварии, Япония и Норвегия, где расположены радиотелескопы, с помощью которых ученые надеялись впервые точно определить параметры вращения Земли. «Нам необходимы максимально удаленные друг от друга регионы, чтобы максимально повысить точность измерений», - утверждает Вальтер Алеф из института радиоастрономии имени Макса Планка (Бонн).

«Это позволило нам смоделировать единственный в своем роде виртуальный гигантский телескоп с размерами, равными расстоянию между его отдельными компонентами», - объясняет астроном.

В течение одного часа в неделю все три радиотелескопа одновременно занимаются измерениями. Полученная информация затем сравнивается с данными, которые были получены за более продолжительный период. В итоге данные, касающиеся вращения Земли в течение одного часа, экстраполируются на сутки.

Поскольку исследуемый участок небесной сферы постоянно изменяется, это дает возможность ученым выполнять расчеты в сантиметрах или градусах, чтобы не основании результатов вычислить скорость вращения планеты в соответствующий период.

Как известно, земное время соответствует атомному физическому времени, определяемому атомарной частотой колебания цезия. В 1956 году для координации времени было введено так называемое Универсальное координированное время, более известное под названием Всемирное время. Это универсальный стандарт для Земли. Чтобы согласовать Всемирное время с астрономическим, каждые два года к нему добавляется одна секунда.

Однако для современных технологий этой точности уже недостаточно. Нужно каждый день с максимальной точностью определять скорость вращения планеты, чего требуют, например, системы навигации GPS. Даже минимальное отклонение в таких расчетах привело бы к существенным ошибкам в определении местоположения.

Астрономы и геодезисты утверждают, что в настоящее время вращение земли замедляется на 3-4 сантиметра в день, то есть на одну миллисекунду. Сеть радиотелескопов позволит еще больше уточнить это значение.