astronomı_ı_04

Çeşitli koordinat sistemlerinden biri kullanılarak,
herhangi bir anda bir gök cisminin gök küresi
üzerindeki konumu belirlenebilir; fakat bir gök cisminin
koordinatları bir takım sebeplerden (presesyon,
refraksiyon, aberasyon v.b. gibi) dolayı değiştiğinden
bu cismi takip etmek için ek bir bilgiye daha ihtiyaç
vardır. Bu da zamandır.
Bir zaman birimi tanımlamak için de periyodik bir
harekete ihtiyaç vardır.
Zaman tayininde kullanılan,
ilk periyodik hareket Yer’in rotasyonu,
ikinci periyodik hareket Yer’in Güneş etrafındaki
dolanımıdır.
Bu iki harekete dayanan zaman birimleri astronomiktir.
Ayrıca Cs133 atomunun iki hiperfin seviyesi arasındaki
periyodik geçişe dayanan bir fiziksel (astronomik
olmayan) zaman birimi de tanımlanmıştır.
Yer’in Rotasyonuna Dayanan Zaman Birimleri
Yer’in rotasyonuna dayanan üç zaman birimi vardır.
Bir tek periyodik harekete karşılık üç zaman biriminin
tanımlanması;
insanların sadece yıldızların doğuş ve batışı ile verilen zamanı
değil de,
Güneş'in doğuş ve batışı ile tayin edilen zamanla da
ilgilenmesinden ileri gelir. Yer’in rotasyonuna dayanan zaman
birimleri şunlardır:
1) Yıldız zamanı
2) Gerçek Güneş zamanı
3) Ortalama Güneş zamanı
Yıldız Zamanı
Yıldız zamanı¸ herhangi bir yıldızın saat açısı ile
belirlenen zaman birimidir.
Gök biliminde herhangi bir yıldız yerine , ilkbahar
noktası (İlkbahar ekinoksu) kullanılır. O halde, ilkbahar
noktasının saat açısına yıldız zamanı denir.
Yıldız zamanı H veya genellikle
ile gösterilir.
 , ilkbahar noktasının bir yerin göksel meridyeninden
art arda iki geçişi arasında kalan zaman aralığına bir
yıldız günü denir. Bir yıldız gününün kesirleri de bir
yıldız saati, bir yıldız dakikası ve bir yıldız saniyesi
olarak ifade edilir.
 , ilkbahar noktası bir yerin göksel meridyeninde
bulunduğu zaman o yerdeki yıldız zamanı 0h tir.
 Tanımdan anlaşıldığı gibi yıldız zamanı yerseldir ve
bu yüzden, daha doğru bir deyimle, yersel yıldız
zamanından bahsedilir.
Y′ =
Y
RY′ = HY
R = H = Y′ + RY′ =
=H+
Y
+ HY
Herhangi bir gök cisminin bir t anında bir gözlem
yerindeki H saat açısı ile rektasansyonu (sağ açıklık)
arasında aşağıdaki bağıntı vardır.
=H+
Rektasansyonu (sağ açıklık) olan bir yıldız, bir yerin
göksel meridyeninde bulunduğu anda saat açısı 0h dır.
Yani,
=
dır.
 Yıldız, gözlem yerinin meridyeninde iken o yerdeki yıldız zamanı yıldızın
rektasansyonuna (sağ açıklık) eşittir.
 Eşit olmayıp arada bir fark varsa bu fark yıldız saatinin hatasını verir.
 Coğrafi ve göksel meridyen düzlemlerinin aynı olduğu göz önünde
bulundurulursa bir gök cisminin iki gözlem yerine ait saat açılarının farkı bu
yerlerin boylam farkına eşittir.
 Bir yerdeki yıldız zamanı, ’nın o yerdeki saat açısı olduğundan iki gözlem
yerinin yıldız zamanları farkı da bu yerlerin boylamları arasındaki farka eşit
olur.
 Greenwich’in yıldız zamanı ile Greenwich’e göre batı ve doğuda olan
yerlerin yıldız zamanları arasında şu bağıntılar vardır:


=
G =
G
B
+ LB
D
LD
=
D =
B
G
LB
G
+ LD
G
=
x
Lx
 İlkbahar noktası , gök küresinde tamamen sabit bir nokta olmayıp ekliptik
boyunca batıya doğru çok yavaş ve düzensiz bir harekette bulunur; buna
ekinoksun presesyonu denir.
 Bu hareket, yılda ortalama 50″ dir.
 Ekinoksun presesyonu sebebi ile bir yıldız gününün uzunluğu, herhangi bir
yıldızın, gözlemcinin meridyeninden art arda iki geçişi arasında kalan
zamandan ortalama olarak 1/120 saniye kadar daha kısadır.
Gerçek Güneş Zamanı
 Güneş’in yıllık görünen hareketinden dolayı, Güneş yıldızlara göre her gün
doğuya doğru düzensiz bir harekette bulunur.
 Bu nedenle, yıldız zamanı saatinin günlük işlerimizi düzenlediğimiz
Güneş’in doğuş ve batışına göre hareket etmesi mümkün değildir.
 Günlük işlerimiz için yeni bir zaman tanımına ihtiyaç vardır.
 Güneş’in bir gözlem yerine ait saat açısına o yerdeki gerçek Güneş zamanı
denir.
 Gerçek Güneş zamanı, H ile gösterilir.
 Güneş’in merkezinin bir gözlemcinin meridyeninden art arda iki geçişi
arasında kalan zaman aralığına bir gerçek Güneş günü denir.
 Bir gerçek Güneş gününün kesirleri de bir gerçek Güneş zamanı saati, bir
gerçek Güneş zamanı dakikası ve bir gerçek Güneş zamanı saniyesi
olarak ifade edilir.
 Güneş, bir yerin meridyeninde bulunduğu anda o yerde gerçek öğle oldu
denir.
 Gerçek Güneş gününün uzunluğu sabit olmayıp mevsimden mevsime
değişir.
 Bu nedenle, bir Güneş saati, gerçek Güneş zamanını verebilir ancak
mekanik şekilde işleyen bir saat (örneğin, kol saati) bunu yapamaz.
 Gerçek Güneş zamanı kullanışlı değildir.
 Gerçek Güneş gününün uzunluğu iki sebepten dolayı
değişmektedir:
1) Dünya, Güneş etrafındaki elips yörüngesi üzerinde sabit bir
hızla hareket etmez. Bunun sonucu olarak, Güneş’in ekliptik
üzerindeki görünen hareketi düzensiz olur.
2) Güneş yıllık görünen hareketini zamanın ölçüldüğü gök
ekvatoru üzerinde değil ekliptik üzerinde yapmaktadır.
Yıldız Zamanı ile Gerçek Güneş Zamanının Karşılaştırılması
Güneş yıldızlara göre her gün doğuya doğru düzensiz bir
harekette bulunur.
O halde, bir yere ait yıldız zamanı ile gerçek Güneş zamanı her
gün artan bir miktar kadar fark eder.
Güneş ve bir yıldız, Dünya’da bir gözlem yerinin meridyeninde bulunsun (O1
konumu). Dünya yörüngesi üzerinde okla gösterilen yönde hareket ettiği zaman
Güneş yıldıza göre doğuya doğru hareket eder gibi görünür.
Aradan 1 yıldız günü geçtikten sonra yıldız gözlemcinin meridyenine geldiği
halde (O2 konumu) Güneş’in gözlemcinin meridyenine gelebilmesi için
Dünya’nın ekseni etrafında belirli bir miktar daha dönmesi gerekir (O3 konumu).
Yani Güneş’in gözlemcinin meridyenine gelmesi için 4m daha geçmelidir.
 Dünya yörüngesi üzerinde, 1 yıldız gününde,
yaklaşık olarak 1 lik (360/365.25 = 0 .99) yol
alır ve bu 4m ya karşılık gelir.
1h = 15
1m = 15′
1s = 15″
60m/15 = 4m = 1
O halde, 1 yıldız günü ile 1 gerçek Güneş günü
arasında yaklaşık olarak 4m lık bir fark vardır.
1 ay 30 gün olduğuna göre yıldız zamanı ile gerçek Güneş zamanı arasındaki
aylık fark 2h tir.
H
H = 4m (günlük)
H
H = 2h (aylık)
21 Mart’ta Güneş noktasında bulunduğundan bu tarihte yıldız zamanı ile
gerçek Güneş zamanı eşittir.
O halde, yıldız zamanı ile gerçek Güneş zamanı arasında
H
H = 2hx
bağıntısı vardır. Bu bağıntıdaki x, 21 Mart’tan itibaren geçen ay sayısıdır.
Bu bağıntı yaklaşık değerler için geçerlidir.
Ortalama Güneş ve Ortalama Güneş Zamanı
 Güneş’in düzensiz hareketleri ve zamanın ekvator üzerinde ölçülmesi,
astronomları gerçekte var olmayan bir Güneş tanımlamaya yöneltmiştir:
1) 21 Mart’ta ilkbahar noktasında bulunan,
2) Gök ekvatoru üzerinde düzenli hareket eden,
3) Hızı, gerçek Güneş’in ekliptik üzerindeki bir yıllık hızının ortalaması olan
sanal Güneş’e ortalama Güneş denir.
Bir yıl boyunca, ortalama Güneş gerçek Güneş’in gerisinde kaldığı gibi
ilerisinde de bulunur (yörüngesinin elips olmasından dolayı).
Ortalama Güneş’in saat açısına ortalama Güneş zamanı denir ve Hort ile
gösterilir.
Ortalama Güneş’in bir yerin meridyeninden art arda iki geçişi arasında kalan
zaman aralığına bir ortalama Güneş günü denir.
 Bir ortalama Güneş gününün kesirleri de bir ortalama Güneş zamanı saati,
bir ortalama Güneş zamanı dakikası ve bir ortalama Güneş zamanı saniyesi
olarak ifade edilir.
 Günlük işlerimizde kullandığımız saat (kol saati gibi) ortalama Güneş
zamanını ölçer.
 Zaman Denklemi
 Gerçek Güneş zamanı ile Ortalama Güneş zamanı arasındaki farka zaman
denklemi denir ve E ile gösterilir.
 E = H
Hort
 Zaman denklemi bir yıl boyunca -14m.2
değişir.
 Günlük değeri almanaklardan alınabilir.
E
+16m.3 arasında
Takvim Zamanı
Takvim zamanı ortalama Güneş zamanı cinsindendir.
Uygulamada, takvim günü gece yarısında başlatılır.
Böylece, ortalama Güneş zamanına göre çalışan bir saat ortalama gece
yarısında 0h i gösteriyorsa bu saat takvim zamanını bildirir.
O halde takvim zamanı,
T.Z. = Hort
12h
eşitliği ile tanımlanır.
Takvim zamanına yersel zaman da denir.
Dünya üzerinde boylamları LB ve LD olan B ve D gibi iki yerin
takvim zamanları arasındaki fark, bu yerlerin boylamlarının
farkına eşittir.
(T.Z)B = (T.Z)D
L
(T.Z)D = (T.Z)B + L
L = LD
(batı boylamı)
(doğu boylamı)
LB
aynı yöndeki boylamlar çıkarılır, farklı yöndeki boylamlar
toplanır.
Bölge Zamanı
Takvim zamanının kullanışlı olmamasından dolayı, Dünya
üzerinde Greenwich başlangıç meridyeninden itibaren, eşit
aralıklı, 24 tane standart meridyen ve bunlar yardımı ile de 24
tane saat dilimi tanımlanmıştır.
Komşu iki standart meridyen arasındaki açı 15 dir.
Bir standart meridyenin 7 30′ doğusundan ve batısından geçen
meridyenlerle sınırlanan bölgeye o standart meridyene ait saat
dilimi denir.
Aynı saat diliminde bulunan yerlerin kullandığı aynı ortalama
Güneş zamanınına bölge zamanı denir.
Bir yerin göksel meridyeni yerine bir yerin standart meridyeni
kullanılmıştır.
http://thebrain.mcgill.ca/flash/d/d_11/d_11_s/d_11_s_hor/d_11_s_hor.html
 Türkiye’den biri İzmit civarından (30 lik doğu standart
meridyeni) diğeri de Erzurum civarından (45 lik doğu standart
meridyeni) olmak üzere 2 standart meridyen geçmektedir.
 Türkiye için İzmit civarından geçen standart meridyen
kullanılmaktadır.
 Yaz aylarında ise saatler 1 saat ileri alınmakta ve bu yeni
zamana Türkiye yaz saati denir.
Genel Zaman
Greenwich başlangıç meridyeni ile tanımlanan bölge zamanına genel
zaman denir.
Türkiye bölge zamanını gösteren bir saat genel zamanı gösteren bir saatten
2h ileridir.
(B.Z)Türkiye= G.Z. + 2h
Standart meridyenlerin boylamı, sırası ile, ls E ve ls W olan A ve B gibi iki
yerin bölge zamanları;
(B.Z)A= G.Z. + (ls)A
(B.Z)B= G.Z.
(ls)B
180. Meridyen
 Greenwich başlangıç meridyeninden itibaren
180. meridyen uluslararası tarih çizgisi olarak
bilinir.
 180. meridyenin doğu tarafında batı
meridyenleri, batı tarafında doğu meridyenleri
vardır.
 Bu nedenle, batısında 1 gün ileri, doğusunda
ise 1 gün geridir.
http://aa.usno.navy.mil/faq/docs/international_date.php
The location of the
International Date Line
in 1900 (note the
westward excursion of
the International Date
Line at the latitude of
Hawaii to
accommodate the
supposed locations of
Patrocinio Island and
Morrell Island)
http://www.phys.uu.nl/~vgent/idl/idl_imc1884.htm
The location of the
International Date Line
in 1910 (the
International Date Line
has been straightened
at the latitude of
Hawaii and the
Chatham Islands have
switched to the Asian
day count)
The location of the
International Date Line
in 1921 (note the
bisection of Wrangel
Island by the
International Date
Line)