Úvodní strana  >  Články  >  Ostatní  >  O čase - Díl první

O čase - Díl první

Sluneční hodiny v Londýně
Sluneční hodiny v Londýně
Slovo „čas“ patří k nejběžnějším pojmům používaným v mezilidské komunikaci. Jeho smysl chápeme intuitivně. Pokud bychom ho však chtěli definovat, dostaneme se do potíží.. Z hlediska klasické logiky jde o tzv. „kategorii“, tedy pojem tak obecný, že ho již definovat nelze. Chápeme ho na základě zkušenosti, že události ve světě lze seřadit podle toho, která nastala dříve a která později. V důsledku elementární životní praxe rozlišujeme minulost, přítomnost a budoucnost.

Pravidelně se opakující jevy, z nichž nejdůležitějším je střídání dne a noci, vedly k poznatku, že čas je měřitelný. V dávných dobách snad stačilo člověku, aby čas měřil počtem proběhlých dnů a nocí, nutně ale nastala potřeba měřit čas přesněji, což vedlo ke konstrukci časoměrných přístrojů různých druhů a přesnosti.

„Čas“ je pojem s více významy. Ve větě: „Hmota existuje v prostoru a času“ má toto slovo jiný smysl než např. ve verši „…je totiž neděle a mám dost času.“ Další smysl má pojem čas ve fyzice, zejména pak v jejím odvětví – metrologii. Zde se budeme zabývat právě tímto fyzikálním smyslem.

Metrologická definice času v sobě nese, z důvodu výše uvedeného, málo informace: Čas je třetí základní fyzikální veličinou. Lze jej dělit na úseky, nazývané časovými intervaly, které mohou mít různou velikost. Pro měření velikosti je třeba stanovit jednotku. Tato jednotka byla získána původně druhým dělením hodiny. „Druhý“ se v ruštině řekne „vtoroj“odtud bylo do češtiny zavedeno slovo „vteřina“. Dnes je však toto slovo vyhrazeno pro díl úhlového stupně. Fyzikálním názvem zůstalo slovo „sekunda“ z latinského „pars minuta secunda“ – druhá malá část (hodiny). První malou částí je „minuta“.

Sekunda je doba trvání 9 192 631 770 period záření, které přísluší přechodu mezi dvěma velmi jemnými hladinami základního stavu atomu cesia 133.

Je zřejmé, že tato definice je zcela moderní. Původně byla sekunda zavedena dělením dne na hodiny a jejich menší části, přičemž den souvisel s pohybem Slunce po obloze, tedy s rotaci Země. Nepravidelnost v rotaci Země vedla k definici sekundy jako části roku, po zkonstruování atomových hodin se ukázalo účelnějším definovat sekundu na základě atomárních dějů.

1. Sluneční čas. Životní rytmus člověka je určen postavením Slunce na obloze. V důsledku rotace Země a jejího oběhu kolem Slunce vykonává Slunce zdánlivý pohyb denní (vychází, vrcholí a zapadá) a roční (pohyb vůči hvězdnému „pozadí“). Okamžik, kdy vrcholí se nazývá pravé poledne – Slunce je v horní kulminaci, přesně nad jižním bodem obzorníku. Podobně existuje dolní kulminace v okamžiku pravé půlnoci – Slunce je pod obzorem, přesně pod severním bodem obzorníku. Doba mezi dvěma po sobě následujícími půlnocemi se nazývá pravý sluneční den.

Pomocí polohy Slunce na nebeské sféře můžeme měřit fyzikální čas. Princip měření je stejný, jaký používáme u ručkových hodin. Na hodinách měříme čas pomocí úhlů, který svírají hodinová a minutová ručka se směrem ke „dvanáctce“. Podobně Slunce můžeme považovat za koncový bod pomyslné ručky hodin. Pravý sluneční čas je dán úhlem, který opsal směr „pozorovatel-Slunce“ od okamžiku pravé půlnoci. Přesněji – je dán úhlem mezi rovinou „severní světový pól-severní bod – jižní světový pól“ a rovinou „severní světový pól-Slunce-jižní světový pól“. Přitom se úhlu přiřazují jednotky časové tak, že 360o odpovídá časový interval 24 h.

Během dne vykoná Slunce zdánlivý pohyb mezi hvězdami – posune se o necelý 1o východním směrem. Tento úhlový posun má každý den jinou velikost v důsledku toho, že Země obíhá kolem Slunce po elipse a tedy nerovnoměrně (od podzimní rovnodennosti k jarní uplyne 179 dnů, od jarní k podzimní 186 dnů), a proto má pravý sluneční den pokaždé jinou „délku“. Tedy: pravý sluneční čas takto definovaný plyne nerovnoměrně. To je velmi nevýhodné, pročež se zavádí první střední Slunce, což je myšlený bod, pohybující se rovnoměrně po ekliptice. Pravé Slunce splývá se prvním středním Sluncem při průchodu přízemím a odzemím. Osa ekliptiky je však různoběžná s osou zemské rotace, takže ani čas definovaný podle prvního středního Slunce neplyne rovnoměrně. Proto se zavádí druhé střední Slunce, což je myšlený bod, který se pohybuje rovnoměrně mezi hvězdami po světovém rovníku. S plývá s prvním středním Sluncem v okamžicích rovnodennosti. Poloha tohoto druhého středního Slunce určuje okamžiky střední půlnoc, střední poledne a interval střední sluneční den. Střední sluneční den má konstantní trvání 24 h.

Poloha středního Slunce na sféře určuje střední sluneční čas. Ten již plyne rovnoměrně. Rozdíl mezi pravým slunečním časem a středním slunečním časem se nazývá časová rovnice. Její hodnoty se pohybují přibližně v intervalu (-15 min.; +15 min). Kolem 12. února je pravý sluneční čas o 14 min. 25 s opožděn za středním slunečním časem, kolem 3. listopadu ho předbíhá o 16 min. 22 s. Čtyřikrát v roce se oba časy shodují (kolem 15. dubna, 14 června, 1. září a 20. prosince).

Ani střední sluneční čas není bezprostředně použitelný v občanském životě. Poloha roviny „severní svět. pól-severní bod-jižní světový pól“ je rovinou poledníku, na kterém se nachází pozorovatel. Dva libovolně blízcí pozorovatelé stojící na různých polednících mají proto různé střední sluneční časy. To je ovšem neúnosné. Proto se zavádí čas pásmový, který je jednotný pro oblast vymezenou dvěma poledníky lišícími se o 15°. Je rovný střednímu slunečnímu času platnému pro střední poledník pásma. Ani to však nelze dodržet přesně, neboť není prakticky možné, aby hranice mezi časovými pásmy probíhala místy s hustým osídlením. Hranice mezi pásmy proto neprobíhají přesně podél poledníků, nýbrž jsou křivočaré. Pásmový čas pásma, jehož osou je 0. poledník se nazývá světový čas (UT). Východně, v pásmu se středním poledníkem 15° (v ČR prochází Nymburkem), platí čas středoevropský (MET).

Z ekonomických důvodů se zavádí také čas dekretový, daný zákonem, (u nás nazývaný časem letním) lišící se obvykle o hodinu vůči času pásmovému.

Literatura:
Guth V. a j., Astronomie (Nakladatelství ČSAV, Praha 1954)
Šindelář V., Smrž L., Nová soustava jednotek (SPN, Praha 1989)




Seriál

  1. O čase - Díl první
  2. O čase - Díl druhý
  3. O kalendáři - Díl první
  4. O kalendáři - Díl druhý
  5. Kolik je měsíců? - díl první
  6. Kolik je měsíců? - díl druhý
  7. Příliš mnoho roků - díl první
  8. Příliš mnoho roků - díl druhý


O autorovi

Miroslav Šulc

Miroslav Šulc

Narozen 1941, v roce 1963 promoval na přírodovědecké fakultě Univerzity J. E. Purkyně (dříve a nyní Masarykova univerzita) v oboru matematika-fyzika (s titulem promovaný fyzik-učitel). Od té doby zaměstnán jako učitel na střední škole. Od r. 1954 do r. 1986 externí spolupracovník brněnské hvězdárny. Od r. 1959 člen České astronomické společnosti. Od r. 1996 hospodář výboru SMPH. Od r. 2006 v definitivním důchodu.

Štítky: Čas


36. vesmírný týden 2025

36. vesmírný týden 2025

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 1. 9. do 7. 9. 2025. Měsíc bude v neděli v úplňku a 7. 9. nastane úplné zatmění Měsíce. Planety se dají pozorovat na ranní obloze, Saturn už celou noc. Slunce je aktivní a nastala erupce, po které nelze vyloučit slabší polární záři. Nejsilnější nosič současnosti Super Heavy úspěšně vynesl loď Starship, která následně úspěšně přečkala ohnivé peklo a dosedla na plánovaném místě v oceánu.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Temná mlhovina Barnard 150

Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2025 obdržel snímek „Temná mlhovina Barnard 150“, jehož autorem je astrofotograf Václav Kubeš       Dávno, opravdu dávno již tomu. Někdy v době, kdy do Evropy začali pronikat Slované a začala se formovat Velkomoravská říše, v době, kdy Frankové

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

NGC7293 Helix

The “Snail,” or NGC 7293—the Helix Nebula—is the nearest and also the brightest planetary nebula, located in the constellation Aquarius. It ranks among the best-known planetary nebulae. The Snail Nebula is approximately 650 light-years from Earth. It formed about 25,000 years ago and is expanding at a velocity of 24 km/s. Thanks to its brightness of magnitude 7.3 and an apparent diameter of roughly 15 arcminutes, it is easy to observe with a telescope (or binoculars). It is also a very rewarding target for amateur observations. It is our nearest and, despite the NGC designation, the brightest planetary nebula in the sky. It is also the most extensive nebula in the sky, which is actually a drawback: despite its high total magnitude, its surface brightness is low. For this reason it was not discovered by Herschel and does not appear in Messier’s catalogue. Its true diameter is about 1.5 light-years, and it formed about 25,000 years ago when the progenitor star shed the outer layers of its atmosphere. The stellar core has become a white dwarf with a surface temperature of 130,000 °C and an apparent magnitude of 13.3. Owing to its high temperature, its radiation is predominantly ultraviolet and it can be seen only with a large telescope. The white dwarf illuminates its ejected envelopes—the nebula itself—which is expanding at 24 km/s. Once, this nebula was a star similar to our Sun—the view into the Helix Nebula reveals our very distant future. Within this nebula, as in many others, there are peculiar structures called cometary knots. They were first observed in 1996 in the Helix Nebula. They resemble comets in appearance but are incomparably larger: their heads alone reach twice the size of the Solar System, and their tails, pointing radially away from the central star, are up to 100 times the Solar System’s diameter. They expand at 10 km/s. Although they have nothing to do with real comets, part of their material may have originated in the progenitor star’s Oort cloud, which evaporated in the final stage of its evolution. These remarkable structures likely arose when a later, hotter shell ejected by the star ploughed into an earlier, cooler shell. The collision fragmented the shells into pieces, creating comet-like forms. It is possible that dust particles within the cometary knots gradually stick together to form compact icy bodies similar to Pluto. Equipment: SkyWatcher NEQ6 Pro, GSO Newtonian astrograph 200/800 (200/600 f/3), Starizona Nexus 0.75× coma corrector, Touptek ATR585M, AFW-M, Touptek LRGBSHO filters, Gemini EAF focuser, guiding via TS off-axis guider + PlayerOne Ceres-C, SVBony 241 power hub, automated backyard observatory with my own OCS (Observatory Control System). Software: NINA, Astro Pixel Processor, GraXpert, PixInsight, Adobe Photoshop Lights: 48×180 s R, 43×180 s G, 49×180 s B, 76×120 s L, 153×360 s H-alpha, 24×900 s OIII; master bias, flats, master darks, master dark flats Gain 150, Offset 300. July 24 to August 30, 2025 Belá nad Cirochou, northeastern Slovakia, Bortle 4

Další informace »