ข้ามไปเนื้อหา

เวลาสุริยคติ

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
(เปลี่ยนทางจาก เวลาสุริยคติเฉลี่ย)
ภาพที่อธิบายให้เห็นว่าวันสุริยคติ (เวลาในการเคลื่อนจาก 1 ไป 3) ยาวกว่าวันดาราคติ (เวลาในการเคลื่อนจาก 1 ไป 2)

เวลาสุริยคติ หรือ เวลาสุริยะ (solar time) เป็นระบบเวลาที่ถือว่าเที่ยงวันคือเวลาที่ดวงอาทิตย์ขึ้นถึงจุดสูงสุดบนทรงกลมท้องฟ้า หรือก็คือเมื่อผ่านเส้นเมริเดียนท้องฟ้า จากการสังเกตการณ์การเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์จากบนพื้นโลก

ระยะเวลาระหว่างที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านเส้นเมริเดียนท้องฟ้า 2 ครั้งเมื่อมองจากผู้สังเกตการณ์บนโลกจะเรียกว่า วันสุริยคติ (solar day) ซึ่งจะยาวกว่าวันดาราคติซึ่งพิจารณาการเคลื่อนที่เทียบกับดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกล

เวลาสุริยคติปรากฏ

[แก้]

เวลาสุริยคติปรากฏ (apparent solar time) หรือเวลาสุริยคติจริง (true solar time) คือเวลาสุริยคติที่ยืนพื้นตามวันสุริยคติปรากฏ (apparent solar day)[1][2] โดยวันสุริยคติปรากฏคือช่วงระยะเวลาระหว่างที่เห็นดวงอาทิตย์เคลื่อนผ่านเส้นเมริเดียน 2 ครั้งในแต่ละวันตามที่ปรากฏจริง ๆ สามารถวัดเวลาสุริยคติปรากฏได้โดยใช้นาฬิกาแดด ความยาวของวันสุริยคติปรากฏในแต่ละวันของปีจะไม่เท่ากัน เปลี่ยนไปเรื่อย ๆ

ความยาวของวันสุริยคติปรากฏในรอบปี (1998)[3]
วันที่ ระยะเวลาสุริยคติปรากฏ
11 กุมภาพันธ์ 24 ชั่วโมง
26 มีนาคม 24 ชั่วโมง − 18.1 วินาที
14 พฤษภาคม 24 ชั่วโมง
19 มิถุนายน 24 ชั่วโมง + 13.1 วินาที
25/26 กรกฎาคม 24 ชั่วโมง
16 กันยายน 24 ชั่วโมง − 21.3 วินาที
2/3 พฤศจิกายน 24 ชั่วโมง
22 ธันวาคม 24 ชั่วโมง + 29.9 วินาที

ในสังคมสมัยใหม่ที่นาฬิกาถูกใช้กันอย่างแพร่หลายนั้นแทบไม่มีการใช้เวลาสุริยคติปรากฏอีกต่อไปแล้ว แต่ในระบบการก่อสร้างที่ต้องคำนึงถึงการทับแสงอาทิตย์นั้นยังต้องใช้เวลาดวงอาทิตย์ปรากฏอยู่[4]

ความยาวของวันสุริยคติปรากฏจะแตกต่างกันไปตลอดทั้งปีด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรก เนื่องจากวงโคจรของโลกมีลักษณะเป็นวงรี ไม่ใช่วงกลม โลกจึงโคจรเร็วใกล้ที่จุดใกล้ดวงอาทิตย์ และเคลื่อนที่ช้าที่จุดไกลดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นไปตามกฎของเค็พเพลอร์ ประการที่สอง เนื่องจากแกน โลกเอียง โดยปกติแล้วดวงอาทิตย์จะไม่เคลื่อนที่ผ่านกึ่งกลางเส้นศูนย์สูตรของโลก แต่จะดูเหมือนว่าเคลื่อนโดยทำมุมห่างจากแนวเส้นศูนย์สูตรต่างไปตามเวลาตลอดปี กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ สุริยวิถีไม่ตรงกับ เส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า แต่จะตัดกับเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าโดยทำมุมเอียงเท่ากับความเอียงของแกนโลก ดังนั้นจึงทำให้ดวงอาทิตย์ดูเหมือนจะเคลื่อนที่เร็วขึ้นเมื่ออยู่ห่างจากเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า และช้าลงเมื่อเข้าใกล้เส้นศูนย์สูตรท้องฟ้า (ดูเพิ่มที่ ปีสุริยคติ) ด้วยเหตุผลเหล่านี้ วันสุริยคติปรากฏในเดือนมีนาคม (วันที่ 26-27) และกันยายน (วันที่ 12-13) จึงสั้นกว่าในเดือนมิถุนายน (วันที่ 18-19) และธันวาคม (วันที่ 20-21)

เวลาสุริยคติเฉลี่ย

[แก้]

เวลาสุริยคติเฉลี่ย (mean solar time) หมายถึงเวลาที่ถูกกำหนดโดยนาฬิกาที่เสถียรในอุดมคติที่ปรับให้เข้ากับค่าเฉลี่ยของเวลาสุริยคติปรากฏ โดยยืนพื้นตามการสังเกตการเคลื่อนที่ในรอบวันของดาวฤกษ์[5][6]

อย่างไรก็ตาม หากคิดโดยละเอียดแล้ว เวลาสุริยคติเฉลี่ยจริง ๆ ก็ยังมีความไม่คงที่แน่นอนเนื่องจากผลกระทบของแรงน้ำขึ้นลง โดยในปี 2013 ค่าเฉลี่ยของเวลา 1 วันตามเวลาสุริยคตินั้นมีความยาวนานกว่า 86,400 วินาที (=24 ชั่วโมง) ไปประมาณ 1–2 มิลลิวินาที[7][8]

เมื่อเทียบกับวันสุริยคติเฉลี่ยแล้ว วันสุริยคติปรากฏอาจสั้นกว่าอยู่ 22 วินาที หรือนานกว่า 29 วินาที ขึ้นอยู่กับฤดูกาล เนื่องจากมีทั้งวันที่สั้นและยาวต่อเนื่องกันไป ความแตกต่างสูงสุดระหว่างทั้งสองค่านี้เมื่อดูตลอด 1 ปีคืออาจมากสุดที่เร็วกว่าประมาณ 17 นาทีและช้าสุดที่ช้ากว่าประมาณ 14 นาที

ความแตกต่างระหว่างเวลาสุริยคติปรากฏและเวลาสุริยคติเฉลี่ยนั้นเรียกว่าสมการเวลา

ประวัติศาสตร์

[แก้]

ในอดีตมีการใช้วิธีการต่าง ๆ เพื่อจำลองเวลาสุริยคติเฉลี่ย ที่ใช้ในยุคแรกสุดคือ นาฬิกาน้ำ ซึ่งใช้มาตลอดเวลาประมาณ 4 พันปีตั้งแต่กลาง สหัสวรรษที่ 2 ก่อนคริสตกาลมาจนถึงต้นคริสต์สหัสวรรษที่ 2 ก่อนกลางคริสต์สหัสวรรษที่ 1 นาฬิกาน้ำถูกตั้งให้ตรงกับวันสุริยคติปรากฏ ดังนั้นจึงไม่มีข้อได้เปรียบเมื่อเทียบกับแบบที่ใช้เงาที่เกิดจากเข็มของนาฬิกาแดด นอกจากการที่สามารถใช้ได้ในเวลากลางคืนที่ไม่มีแสงแดด

อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันดีตั้งแต่ยุคนั้นแล้วว่าดวงอาทิตย์เคลื่อนไปทางทิศตะวันออกตามสุริยวิถีเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ที่อยู่นิ่ง ดังนั้น ตั้งแต่กลางสหัสวรรษที่ 1 เป็นต้นมา การเคลื่อนที่ในรอบวันของดาวฤกษ์จึงถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดเวลาสุริยคติเฉลี่ย โดยมีการเปรียบเทียบระหว่างเวลาในนาฬิกากับการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ นักดาราศาสตร์ชาวบาบิโลนรู้สมการของเวลาและได้ทำการปรับแก้มัน พวกเขายังรู้วัฏจักรของดาวฤกษ์ที่แตกต่างจากดวงอาทิตย์ ซึ่งก็คือเวลาดาราคติ และใช้เวลาดาราคติเพื่อระบุเวลาดวงอาทิตย์เฉลี่ยได้แม่นยำกว่านาฬิกาน้ำ ตั้งแต่นั้นมา เวลาเฉลี่ยดวงอาทิตย์ในอุดมคติถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์

จนกระทั่งต้นศตวรรษที่ 20 นาฬิกาจักรกลมีความแม่นยำเทียบเท่ากับนาฬิกาดาวฤกษ์ตามธรรมชาติ โดยอิงตามการหมุนของโลก ในปี 1928 แนวคิดที่อ้างถึงเวลาอ้างอิงทั่วไปที่ไม่ขึ้นกับลองจิจูดได้นำไปสู่เวลามาตรฐานกรีนิช และเวลาสากลซึ่งได้นิยามอย่างชัดเจนให้เป็นเวลาซึ่งเริ่มคำนวณจากเที่ยงคืนที่กรีนิช[9] และในปี 1935 ได้ถูกกำหนดให้ใช้สากลทั่วโลก[10] ทุกวันนี้แม้ว่านาฬิกาอะตอมในปัจจุบันจะแม่นยำและคงที่มากกว่าการหมุนของโลกมาก แต่การสังเกตการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ยังคงใช้ในการกำหนดเวลาสากล (UT1) ในความเป็นจริง ตั้งแต่ช่วงปลายคริสต์ทศวรรษ 1900 เป็นต้นมา การหมุนของโลกได้ถูกกำหนดขึ้นสำหรับกลุ่มของแหล่งคลื่นวิทยุนอกทางช้างเผือก และอัตราการหมุนนี้จะคูณด้วยค่าคงที่เพื่อแปลงเป็นเวลาสากล (UT1) แม้ว่าเวลาสากลเชิงพิกัด (UTC) ในปัจจุบันจะอิงตามเวลาอะตอมระหว่างประเทศ แต่ก็มีการปรับเปลี่ยนโดยการใส่อธิกวินาที เพื่อให้ความแตกต่างน้อยกว่า 0.9 วินาทีเพื่อให้ใกล้เคียงกับเวลาสากล (UT1)

เวลารัฐคติและเวลาเชิงดาราศาสตร์

[แก้]

ในอดีต เวลาสุริยคติที่ใช้ในทางดาราศาสตร์จะใช้เวลาเที่ยงวันเป็นเขตแบ่งเวลา นั่นคือวันที่จะเปลี่ยนเมื่อถึงตอนเที่ยงวัน เรียกระบบเวลาแบบนี้ว่า "เวลาเชิงดาราศาสตร์" (astronomical time) เนื่องจากวันที่ไม่เปลี่ยนแปลงในเวลาเที่ยงคืน จึงสะดวกสำหรับการสังเกตและบันทึกทางดาราศาสตร์ในเวลากลางคืน ปโตเลมี นักดาราศาสตร์ในยุคกรีซโบราณเป็นคนเริ่มใช้เวลาเชิงดาราศาสตร์นี้

ในทางกลับกันจะเรียกเวลาที่ใช้เที่ยงคืนเป็นจุดแบ่งวันว่า เวลารัฐคติ

เนื่องจากการใช้เวลาเชิงดาราศาสตร์มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดความเข้าใจผิดในสังคมทั่วไป ดังนั้นในทางดาราศาสตร์เองก็ถูกยกเลิกการใช้ตั้งแต่วันที่ 1 มกราคม 1925 และใช้เป็นระบบเวลารัฐคติทั้งหมด

อย่างไรก็ตาม เที่ยงวันยังคงถูกกำหนดให้เป็นจุดเริ่มต้นของวันจูเลียน[11][12]

อ่านเพิ่ม

[แก้]

อ้างอิง

[แก้]
  1. ↑ 海軍兵学寮 (1871), 航海教授書, vol. 5, 東京: 海軍兵学寮, 全国書誌番号:40067381、ndldm:846974{{citation}}: CS1 maint: date and year (ลิงก์)
  2. ↑ 中山智行 (1918), 航海術・運用術・術語界説, 大阪: 中山海士学館, 全国書誌番号:43023578、ndldm:955436{{citation}}: CS1 maint: date and year (ลิงก์)
  3. ↑ Jean Meeus (1997), Mathematical astronomy morsels (Richmond, VA: Willmann-Bell) 346. ISBN 0-943396-51-4.
  4. ↑ 建築基準法施行規則（昭和25年建設省令第40号）, 1950-11-16, 第1条の3 表2の（30）項、第10条の16第1号の表の（と）項{{citation}}: CS1 maint: date and year (ลิงก์) e-Gov法令検索。
  5. ↑ 上田穣 (1949), 天体観測法, 東京: 恒星社厚生閣, 全国書誌番号:48000347、ndldm:1154244{{citation}}: CS1 maint: date and year (ลิงก์)上田穣 (1949), 天体観測法, 東京: 恒星社厚生閣, 全国書誌番号:48000347、ndldm:1154244{{citation}}: CS1 maint: date and year (ลิงก์)
  6. ↑ 中山智行 1918.
  7. ↑ [1] 自然科学研究機構 国立天文台、よくある質問、質問4-4）1日の長さは変化しているの？
  8. ↑ [2] 右側のグラフが最近１年間程度の、「LODから86 400秒を差し引いた値」の変化を示している
  9. ↑ Société d'Astronomie d'Anvers, บ.ก. (1928), "天文月報" (PDF), 天文月報, 東京府北多摩郡三鷹村: 日本天文学会, vol. 21 no. 11, pp. 212–214, ISSN 0374-2466, NCID AN00154555、ndldm:3304101、ガゼットアストロノミーク誌（ISSN 0374-3241）, สืบค้นเมื่อ 2014-01-09
  10. ↑ "雑報　万國天文学協会第五回総会記事" (PDF). 天文月報. 東京府北多摩郡三鷹村: 日本天文学会. 28 (11): 193. 1935. ISSN 0374-2466. NCID AN00154555、ndldm:3304186. สืบค้นเมื่อ 2014-01-09.
  11. ↑ [3] 国立天文台 ＞ 暦計算室 ＞ 暦Wiki ＞1日の始まり
  12. ↑ "雑報　緑威平均時の争論" (PDF). 天文月報. 東京府北多摩郡三鷹村: 日本天文学会. 18 (10): 156. 1925. ISSN 0374-2466. NCID AN00154555、ndldm:3304063. สืบค้นเมื่อ 2014-02-02.
เข้าถึงจาก "https://th.wikipedia.org/w/index.php?title=เวลาสุริยคติ&oldid=10833214#เวลาสุริยคติเฉลี่ย"