Страница 37 из 46
Передача сигналов точного времени длится несколько минут, а проверка и вычисление ошибок может занимать многие месяцы.
Спешить нельзя, — служба времени требует высшей точности.
Современный способ проверки сигналов точного времени был введен в практику в 1928 году астрономами Пулкова, а затем несколько лет спустя его приняли парижская и другие крупнейшие обсерватории земного шара.
Неустанно, бдительно работники службы берегут секунду, следят за неутомимым бегом времени, следят за тем, чтобы на всем земном шаре все часы шли аккуратно, равномерно, точно и чтобы ход наших часов не расходился с великими часами природы — звездным небом.
Глава восьмая. Победа советской науки
Время «сообщают» звезды
Вечные жители подземелья, эталонные часы пользуются полным покоем и заботливым уходом. Их, как маленьких детей, лелеют и берегут. И можно подумать, что эталонные часы в службе времени делают самое важное дело. Однако это не так.
Эталонные часы хранят то, что им не принадлежит. Они не хозяева секунды, а только кладовщики ее. Если вдруг случится несчастье, часы остановятся и пропадет счет секунд, то восстановить утраченное время часы самостоятельно не смогут.
Вот поэтому, когда несколько суток подряд стоит пасмурная погода, астрономы службы времени тоже начинают хмуриться. Их тревожит возможное расхождение эталонных часов с величайшими часами природы — звездным небом.
Правда, в наши дни пасмурная погода для службы времени перестала быть такой неприятностью, как прежде. Сейчас гениальное творение А. С. Попова позволяет в случае необходимости сверить часы с часами любой обсерватории мира.
В прошлом столетии, когда не было радио, некоторые обсерватории частенько бедствовали. Особенно плохо приходилось Гринвичу и Пулкову. Эти обсерватории расположены в местах, которые изобилуют пасмурными ночами, а в Гринвиче к тому же часты туманы, непроглядные, как молоко.
А между тем сверять часы со звездным небом необходимо.
Земной шар вертится, как волчок, но только его вращение совершается в высшей степени плавно, и для нас, жителей этого гигантского волчка, оно совсем не ощутимо. Единственное, чем выдает себя вращение Земли, — это суточное движение небосвода. Глядя в пространство, нас окружающее, мы видим, как все светила вселенной бегут вокруг нас в вечном и равномерном хороводе. Это кажущееся движение. Когда катаешься на карусели, тоже кажется, что все предметы вокруг бегут навстречу, но движутся все-таки не окружающие предметы, а карусель.
Наблюдая звезды с Земли, видим, что все они описывают круги возле одной точки, которая называется полюсом мира. Неподалеку от полюса мира расположена всем известная Полярная звезда.
Нацелив обычный фотоаппарат на Полярную звезду, можно получить в безлунную ночь любопытный снимок. Все звезды отпечатают на пластинке правильные, словно циркулем вычерченные дуги.
Если объектив был открыт один час, то каждая звезда опишет дугу, равную одной двадцать четвертой доле окружности.
За 24 часа звезды совершают вокруг полюса один полный оборот. Поэтому звездное небо может служить прекрасными часами.
Суточное вращение звездного неба.
Вообразите, что на небе нарисован циферблат с двадцатичетырехчасовыми делениями. Осью воображаемой стрелки небесных часов послужит Полярная звезда, а острием стрелки — две крайних звездочки из ковша Большой Медведицы.
И это будут весьма надежные часы, потому что вращение Земли — одно из самых равномерных из всех движений, какие только нам известны.
До сих пор всегда считалось, что сутки — устойчивая и постоянная природная мера времени. Очень многие думают, что сутки, то есть время одного оборота Земли вокруг оси, составляют по обычному нашему счету времени ровно двадцать четыре часа. Это не совсем верно. Убедиться в ошибке можно без всяких астрономических инструментов.
Вечером понаблюдайте из окна звездное небо и заметьте точное время, когда какая-либо достаточно яркая звезда зайдет за трубу или за стену дома, расположенного напротив. Допустим, это случилось в 22 часа и 19 минут.
Следующей ночью повторите наблюдение; и окажется, что выбранная вами звезда скроется из вида в 22 часа и 15 минут. На третью ночь это произойдет уже в 22 часа и 11 минут, то есть каждый день звезда будет скрываться на 4 минуты раньше.
Если же часы были выверены, то суточная разница составит не ровно 4 минуты, а немного меньше, — 3 минуты и 56 секунд.
Таким образом, каждая звезда, описав в небе полный круг, возвращается на замеченное вами место не через 24 часа, а быстрее, — через 23 часа 56 минут и 4 секунды. Это и есть время одного оборота Земли вокруг оси. Оно называется звездными сутками, в отличие от общеупотребительных в гражданской жизни среднесолнечных суток.
Сутки, измеренные с помощью звезд, оказываются короче солнечных. На первый взгляд немного странно, что в природе получилось два вида суток, но вспомним, — ведь Земля вращается не только вокруг своей оси, она обращается также вокруг Солнца.
В течение года она делает 366 оборотов вокруг оси и один оборот — около Солнца. Путешествуя по орбите вокруг Солнца, вращающийся земной шар невольно теряет триста шестьдесят шестые сутки, и мы, жители Земли, за год видим 365 раз восход Солнца, но 366 раз восход каждой звезды.
Получается нечто подобное ошибке моряков экспедиции Магеллана. Они совершили путешествие вокруг Земли и потеряли одни сутки, потому что двигались навстречу вращению Земли.
Мы же ежегодно совершаем путешествие вокруг Солнца и тоже теряем одни солнечные сутки.
Если бы земной шар вращался в другую сторону, то мы выгадывали бы одни солнечные сутки и имели бы в году 367 дней вместо 365.
В своей работе астрономы пользуются главным образом звездным, а не гражданским, то есть солнечным, счетом времени. Астрономические часы обычно отрегулированы по звездному времени. Их циферблаты тоже разделены на 24 часа, но каждый звездный час короче солнечного почти на 10 секунд. И каждая звездная минута тоже чуть-чуть короче обычной.
Звездные часы совершенно необходимы для астрономов, так как они идут в строгом согласии с движением звездного неба. Каждая звезда восходит по звездным часам всегда в одно и то же время. В Москве и на широте Москвы Сириус, например, ежедневно восходит в 2 часа и 21 минуту и заходит аккуратно в 11 часов и 5 минут по местному звездному времени. Благодаря звездным часам астроном всегда знает, когда и какие звезды находятся на небе, а запись наблюдений, пользование звездными каталогами значительно упрощается.
Для гражданской жизни звездные часы совершенно непригодны. Ведь звездные сутки, подобно лунным суткам, короче солнечных. Звездные часы спешат по сравнению с обычными и постоянно обгоняют их. Поэтому звездная полночь может прийтись на наш полдень, а при восходе солнца звездные часы могут показать поздний вечер.
Наша жизнь и жизнь всей природы на Земле регулируется Солнцем, а не звездами.
Только астрономы пользуются звездным временем. Они по звездам определяют поправку сначала своих основных звездных часов, потом, пользуясь таблицами, переносят поправку на среднесолнечные часы, которые в свою очередь дают точное время часам-сигналистам, а те сообщают время всем желающим.
Служба пассажного инструмента
Для определения точного времени существуют отдельные астрономические инструменты в обсерваториях и назначены на небе особые, «часовые» звезды, или «звезды времени». Эти звезды достаточно ярки, и их положение на небе определено с величайшей точностью. Астроном знает, во сколько часов, минут, секунд и сотых долей секунды та или иная «часовая» звезда пройдет через меридиан.