Созвездие

У этого термина существуют и другие значения, см. Созвездие (значения).

Созвездие Орион

Созвездия — в современной астрономии участки, на которые разделена небесная сфера для удобства ориентирования на звёздном небе. В древности созвездиями назывались характерные фигуры, образуемые яркими звёздами.
В трёхмерном пространстве звёзды, которые мы видим на небесной сфере рядом, могут быть расположены очень далеко друг от друга. С древнейших времён люди видели некоторую систему во взаимном расположении звёзд и группировали их в соответствии с ней в созвездия.
В течение истории наблюдатели выделяли различное число созвездий и их очертания, а происхождение некоторых древних созвездий так и не выяснено до конца. До XIX века под созвездиями понимались не замкнутые области неба, а группы звёзд, которые нередко перекрывались. При этом получалось, что некоторые звезды принадлежали сразу двум созвездиям, а некоторые бедные звёздами области не относились к какому-либо созвездию. В начале XIX века между созвездиями были проведены границы, ликвидировавшие «пустоты» между созвездиями, однако их чёткого определения по-прежнему не было, и разные астрономы определяли их по-своему.
В 1922 году в Риме решением I Генеральной ассамблеи Международного астрономического союза был окончательно утверждён список из 88 созвездий, на которые было поделено звёздное небо, а в 1928 году были приняты чёткие и однозначные границы между этими созвездиями, проведённые строго по кругам прямых восхождений и склонений экваториальной системы координат на эпоху 1875.0. В течение пяти лет в границы созвездий вносились уточнения. В 1935 границы были окончательно утверждены и больше изменяться не будут. Следует, однако, помнить, что на звёздных картах, составленных для эпох, не совпадающих с эпохой 1875.0, в частности, всех современных карт, из-за прецессии земной оси границы созвездий сдвинулись и уже не совпадают с кругами прямых восхождений и склонений.
Из 88 созвездий только 47 являются древними, известными западной цивилизации уже несколько тысячелетий. Они основаны в основном на мифологии Древней Греции и охватывают область неба, доступную наблюдениям с юга Европы. Остальные современные созвездия были введены в XVII—XVIII веках в результате изучения южного неба (в эпоху великих географических открытий) и заполнения «пустых мест» на северном небе. Названия этих созвездий, как правило, не имеют мифологических корней.
12 созвездий традиционно называют зодиакальными — это те, через которые проходит Солнце (исключая созвездие Змееносца).

Список созвездий

Международным астрономическим союзом официально признаны 88 созвездий. В таблице указаны также латинские названия в именительном и родительном^[1] падежах, официальные сокращения, площадь в квадратных градусах и число звёзд ярче 6^m,0. Для удобства использования включена сортировка по любому параметру.

Русское название	Латинское название (именительный падеж)	Латинское название (родительный падеж)	Сокра- щение	Площадь (кв. градусы)	Число звёзд ярче 6m,0[2]
Андромеда	Andromeda	Andromedae	And	722	100
Близнецы	Gemini	Geminorum	Gem	514	70
Большая Медведица	Ursa Major	Ursae Majoris	UMa	1280	125
Большой Пёс	Canis Major	Canis Majoris	CMa	380	80
Весы	Libra	Librae	Lib	538	50
Водолей	Aquarius	Aquarii	Aqr	980	90
Возничий	Auriga	Aurigae	Aur	657	90
Волк	Lupus	Lupi	Lup	334	70
Волопас	Bootes	Bootis	Boo	907	90
Волосы Вероники	Coma Berenices	Comae Berenices	Com	386	50
Ворон	Corvus	Corvi	Crv	184	15
Геркулес	Hercules	Herculis	Her	1225	140
Гидра	Hydra	Hydrae	Hya	1303	130
Голубь	Columba	Columbae	Col	270	40
Гончие Псы	Canes Venatici	Canum Venaticorum	CVn	565	30
Дева	Virgo	Virginis	Vir	1294	95
Дельфин	Delphinus	Delphini	Del	189	30
Дракон	Draco	Draconis	Dra	1083	80
Единорог	Monoceros	Monocerotis	Mon	482	85
Жертвенник	Ara	Arae	Ara	237	30
Живописец	Pictor	Pictoris	Pic	247	30
Жираф	Camelopardalis	Camelopardalis	Cam	757	50
Журавль	Grus	Gruis	Gru	366	30
Заяц	Lepus	Leporis	Lep	290	40
Змееносец	Ophiuchus	Ophiuchi	Oph	948	100
Змея	Serpens	Serpentis	Ser	637[3]	60
Золотая Рыба	Dorado	Doradus	Dor	179	20
Индеец	Indus	Indi	Ind	294	20
Кассиопея	Cassiopeja	Cassiopejae	Cas	598	90
Киль	Carina	Carinae	Car	494	110
Кит	Cetus	Ceti	Cet	1231	100
Козерог	Capricornus	Capricorni	Cap	414	50
Компас	Pyxis	Pyxidis	Pyx	221	25
Корма	Puppis	Puppis	Pup	673	140
Лебедь	Cygnus	Cygni	Cyg	804	150
Лев	Leo	Leonis	Leo	947	70
Летучая Рыба	Volans	Volantis	Vol	141	20
Лира	Lyra	Lyrae	Lyr	286	45
Лисичка	Vulpecula	Vulpeculae	Vul	268	45
Малая Медведица	Ursa Minor	Ursae Minoris	UMi	256	20
Малый Конь	Equuleus	Equulei	Equ	72	10
Малый Лев	Leo Minor	Leonis Minoris	LMi	232	20
Малый Пёс	Canis Minor	Canis Minoris	CMi	183	20
Микроскоп	Microscopium	Microscopii	Mic	210	20
Муха	Musca	Muscae	Mus	138	30
Насос	Antlia	Antliae	Ant	239	20
Наугольник	Norma	Normae	Nor	165	20
Овен	Aries	Arietis	Ari	441	50
Октант	Octans	Octantis	Oct	291	35
Орёл	Aquila	Aquilae	Aql	652	70
Орион	Orion	Orionis	Ori	594	120
Павлин	Pavo	Pavonis	Pav	378	45
Паруса	Vela	Velorum	Vel	500	110
Пегас	Pegasus	Pegasi	Peg	1121	100
Персей	Perseus	Persei	Per	615	90
Печь	Fornax	Fornacis	For	398	35
Райская Птица	Apus	Apodis	Aps	206	20
Рак	Cancer	Cancri	Cnc	506	60
Резец	Caelum	Caeli	Cae	125	10
Рыбы	Pisces	Piscium	Psc	889	75
Рысь	Lynx	Lyncis	Lyn	545	60
Северная Корона	Corona Borealis	Coronae Borealis	CrB	179	20
Секстант	Sextans	Sextantis	Sex	314	25
Сетка	Reticulum	Reticuli	Ret	114	15
Скорпион	Scorpius	Scorpii	Sco	497	100
Скульптор	Sculptor	Sculptoris	Scu	475	30
Столовая Гора	Mensa	Mensae	Men	153	15
Стрела	Sagitta	Sagittae	Sge	80	20
Стрелец	Sagittarius	Sagittarii	Sgr	867	115
Телескоп	Telescopium	Telescopii	Tel	252	30
Телец	Taurus	Tauri	Tau	797	125
Треугольник	Triangulum	Trianguli	Tri	132	15
Тукан	Tucana	Tucanae	Tuc	295	25
Феникс	Phoenix	Phoenicis	Phe	469	40
Хамелеон	Chamaeleon	Chamaeleontis	Cha	132	20
Центавр (Кентавр)	Centaurus	Centauri	Cen	1060	150
Цефей	Cepheus	Cephei	Cep	588	60
Циркуль	Circinus	Circini	Cir	93	20
Часы	Horologium	Horologii	Hor	249	20
Чаша	Crater	Crateris	Crt	282	20
Щит	Scutum	Scuti	Sct	109	20
Эридан	Eridanus	Eridani	Eri	1138	100
Южная Гидра	Hydrus	Hydri	Hyi	243	20
Южная Корона	Corona Australis	Coronae Australis	CrA	128	25
Южная Рыба	Piscis Austrinus	Piscis Austrini	PsA	245	25
Южный Крест	Crux	Crucis	Cru	68	30
Южный Треугольник	Triangulum Australe	Trianguli Australis	TrA	110	20
Ящерица	Lacerta	Lacertae	Lac	201	35

В различных культурах

Инки

Млечный путь в космологии инков.

Главными объектами наблюдения в астрономии инков (что нашло отражение в их мифологии) являлись тёмные участки Млечного пути — своеобразные «созвездия» в терминологии андских культур: Лама, Детёныш Ламы, Пастух, Кондор, Куропатка, Жаба, Змея, Лиса^[4]; а также звёзды: Южный крест, Плеяды, Лира и многие другие^[5].

Небесная сфера

Небесная сфера разделена небесным экватором.

Небе́сная сфе́ра  — воображаемая сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные тела: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы принимают глаз наблюдателя; при этом наблюдатель может находиться как на поверхности Земли, так и в других точках пространства (например, он может быть отнесён к центру Земли). Для наземного наблюдателя вращение небесной сферы воспроизводит суточное движение светил на небе.
Каждому небесному светилу соответствует точка небесной сферы, в которой её пересекает прямая, соединяющая центр сферы с центром светила. При изучении положений и видимых движений светил на небесной сфере выбирают ту или иную систему сферических координат. Расчёты положений светил на небесной сфере производятся с помощью небесной механики и сферической тригонометрии.

История

Представление о небесной сфере возникло в глубокой древности; в основу его легло зрительное впечатление о существовании куполообразного небесного свода. Это впечатление связано с тем, что в результате огромной удалённости небесных светил человеческий глаз не в состоянии оценить различия в расстояниях до них, и они представляются одинаково удалёнными. У древних народов это ассоциировалось с наличием реальной сферы, ограничивающей весь мир и несущей на своей поверхности многочисленные звёзды. Таким образом, в их представлении небесная сфера была важнейшим элементом Вселенной. С развитием научных знаний такой взгляд на небесную сферу отпал. Однако заложенная в древности геометрия небесной сферы в результате развития и совершенствования получила современный вид, в котором и используется в астрометрии.

Элементы небесной сферы

Отвесная линия и связанные с ней понятия

Отвесная линия — прямая, проходящая через центр небесной сферы и точку наблюдения на поверхности Земли. Отвесная линия пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках — зените над головой наблюдателя и надире под ногами наблюдателя.
Математический горизонт — большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна к отвесной линии. Математический горизонт делит поверхность небесной сферы на две полусферы: видимую полусферу с вершиной в зените и невидимую полусферу с вершиной в надире. Математический горизонт не совпадает с видимым горизонтом вследствие приподнятости точки наблюдения над земной поверхностью, а также по причине искривления лучей света в атмосфере.
Круг высоты или вертикал светила — большой полукруг небесной сферы, проходящий через зенит и надир. Альмукантара́т (араб. «круг равных высот») — малый круг небесной сферы, плоскость которого параллельна плоскости математического горизонта. Круги высоты и альмукантараты образуют координатную сетку, задающую горизонтальные координаты светила.

 Суточное вращение небесной сферы и связанные с ним понятия

Ось мира — воображаемая линия, проходящая через центр мира, вокруг которой происходит вращение небесной сферы. Ось мира пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках — северном полюсе мира и южном полюсе мира. Вращение небесной сферы происходит против часовой стрелки вокруг северного полюса, если смотреть на небесную сферу изнутри.
Небесный экватор — большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира. Небесный экватор делит небесную сферу на два полушария: северное и южное.
Круг склонения — большой круг небесной сферы, проходящий через полюсы мира. Суточная параллель — малый круг небесной сферы, плоскость которого параллельна плоскости небесного экватора. Видимые суточные движения светил совершаются по суточным параллелям. Круги склонения и суточные параллели образуют на небесной сфере координатную сетку, задающую экваториальные координаты светила.

 Термины, рождаемые в пересечениях понятий «Отвесная линия» и «Вращение небесной сферы»

Небесный экватор пересекается с математическим горизонтом в точке востока и точке запада. Точкой востока называется та, в которой точки вращающейся небесной сферы восходят из-за горизонта. Полукруг высоты, проходящий через точку востока, называется первым вертикалом.
Небесный меридиан — большой круг небесной сферы, плоскость которого проходит через отвесную линию и ось мира. Небесный меридиан делит поверхность небесной сферы на два полушария: восточное полушарие и западное полушарие.
Полуденная линия — линия пересечения плоскости небесного меридиана и плоскости математического горизонта. Полуденная линия и небесный меридиан пересекают математический горизонт в двух точках: точке севера и точке юга. Точкой севера называется та, которая ближе к северному полюсу мира.

 Эклиптика

P,P' — полюсы мира, T,T' — точки равноденствия, E,C — точки солнцестояния, П,П' — полюса эклиптики, PP' — ось мира, ПП' — ось эклиптики, ATQT'- небесный экватор, ETCT' — эклиптика

Эклиптика — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годовое движение Солнца. Плоскость эклиптики пересекается с плоскостью небесного экватора под углом ε = 23°26'.
Две точки, в которых эклиптика пересекается с небесным экватором, называются точками равноденствия. В точке весеннего равноденствия Солнце в своём годовом движении переходит из южного полушария небесной сферы в северное; в точке осеннего равноденствия — из северного полушария в южное. Две точки эклиптики, отстоящие от точек равноденствия на 90° и тем самым максимально удалённые от небесного экватора, называются точками солнцестояния. Точка летнего солнцестояния находится в северном полушарии, точка зимнего солнцестояния — в южном полушарии.
Ось эклиптики — диаметр небесной сферы, перпендикулярный плоскости эклиптики. Ось эклиптики пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках — северном полюсе эклиптики, лежащем в северном полушарии, и южном полюсе эклиптики, лежащем в южном полушарии. Северный полюс эклиптики имеет экваториальные координаты R.A. = 18h00m, Dec = +66°33', и находится в созвездии Дракона.
Круг эклиптической широты, или просто круг широты — большой полукруг небесной сферы, проходящий через полюсы эклиптики.

Система небесных координат

Система небесных координат используется в астрономии для описания положения светил на небе или точек на воображаемой небесной сфере. Координаты светил или точек задаются двумя угловыми величинами (или дугами), однозначно определяющими положение объектов на небесной сфере. Таким образом, система небесных координат является сферической системой координат, в которой третья координата — расстояние — часто неизвестна и не играет роли.
Системы небесных координат отличаются друг от друга выбором основной плоскости (см. Фундаментальная плоскость) и началом отсчёта. В зависимости от стоя́щей задачи, может быть более удобным использовать ту или иную систему. Наиболее часто используются горизонтальная и экваториальные системы координат. Реже — эклиптическая, галактическая и другие.

Горизонтальная топоцентрическая система координат

В этой системе центр помещается в месте нахождения наблюдателя на поверхности земли, основной плоскостью является плоскость математического горизонта. Одной координатой при этом является либо высота светила h, либо его зенитное расстояние z. Другой координатой является азимут A. В следствии того, что горизонтальная система координат всегда топоцентрическая (наблюдатель всегда находится на поверхности земли, либо на некотором возвышении) слово "топоцентрическая" обычно опускается.
Высотой h светила называется дуга вертикального круга от математического горизонта до светила, или угол между плоскостью математического горизонта и направлением на светило. Высоты отсчитываются в пределах от 0° до +90° к зениту и от 0° до −90° к надиру.
Зенитным расстоянием z светила называется дуга вертикального круга от зенита до светила, или угол между отвесной линией и направлением на светило. Зенитные расстояния отсчитываются в пределах от 0° до 180° от зенита к надиру.
Азимутом A светила называется дуга математического горизонта от точки юга до вертикального круга светила, или угол между полуденной линией и линией пересечения плоскости математического горизонта с плоскостью вертикального круга светила. Азимуты отсчитываются в сторону суточного вращения небесной сферы, то есть к западу от точки юга, в пределах от 0° до 360°. Иногда азимуты отсчитываются от 0° до +180° к западу и от 0° до −180° к востоку. (В геодезии азимуты отсчитываются от точки севера.)

 Изменения координат при вращении небесной сферы

Высота h, зенитное расстояние z, азимут A и часовой угол t светил постоянно изменяются вследствие вращения небесной сферы, так как отсчитываются от точек, не связанных с этим вращением. Склонение δ, полярное расстояние p и прямое восхождение α светил при вращении небесной сферы не изменяются, но они могут меняться из-за движений светил, не связанных с суточным вращением.

Первая экваториальная система координат

В этой системе основной плоскостью является плоскость небесного экватора. Одной координатой при этом является склонение δ (реже — полярное расстояние p). Другой координатой — часовой угол t.
Склонением δ светила называется дуга круга склонения от небесного экватора до светила, или угол между плоскостью небесного экватора и направлением на светило. Склонения отсчитываются в пределах от 0° до +90° к северному полюсу мира и от 0° до −90° к южному полюсу мира.
Полярным расстоянием p светила называется дуга круга склонения от северного полюса мира до светила, или угол между осью мира и направлением на светило. Полярные расстояния отсчитываются в пределах от 0° до 180° от северного полюса мира к южному.
Часовым углом t светила называется дуга небесного экватора от верхней точки небесного экватора (то есть точки пересечения небесного экватора с небесным меридианом) до круга склонения светила, или двугранный угол между плоскостями небесного меридиана и круга склонения светила. Часовые углы отсчитываются в сторону суточного вращения небесной сферы, то есть к западу от верхней точки небесного экватора, в пределах от 0° до 360° (в градусной мере) или от 0^h до 24^h (в часовой мере). Иногда часовые углы отсчитываются от 0° до +180° (от 0^h до +12^h) к западу и от 0° до −180° (от 0^h до −12^h) к востоку.

Вторая экваториальная система координат

Использование экваториальной системы координат.

В этой системе, как и в первой экваториальной, основной плоскостью является плоскость небесного экватора, а одной координатой — склонение δ (реже — полярное расстояние p). Другой координатой является прямое восхождение α.
Прямым восхождением (RA,α) светила называется дуга небесного экватора от точки весеннего равноденствия до круга склонения светила, или угол между направлением на точку весеннего равноденствия и плоскостью круга склонения светила. Прямые восхождения отсчитываются в сторону, противоположную суточному вращению небесной сферы, в пределах от 0° до 360° (в градусной мере) или от 0^h до 24^h (в часовой мере).
RA — астрономический эквивалент земной долготы. И RA и долгота измеряют угол восток-запад вдоль экватора; обе меры берут отсчёт от нулевого пункта на экваторе. Для долготы, нулевой пункт — нулевой меридиан; для RA нулевой отметкой является место на небе, где Солнце пересекает небесный экватор в весеннее равноденствие.
Склонение (δ) в астрономии — одна из двух координат экваториальной системы координат. Равняется угловому расстоянию на небесной сфере от плоскости небесного экватора до светила и обычно выражается в градусах, минутах и секундах дуги. Склонение положительно к северу от небесного экватора и отрицательно к югу.

• Объект на небесном экваторе имеет склонение 0°
• Склонение северного полюса небесной сферы равно +90°
• Склонение южного −90°

У склонения всегда указывается знак, даже если склонение положительно.
Склонение небесного объекта, проходящего через зенит, равно широте наблюдателя (если считать северную широту со знаком +, а южную отрицательной). В северном полушарии Земли для заданной широты φ небесные объекты со склонением δ > +90° − φ не заходят за горизонт, поэтому называются незаходящими. Если же склонение объекта δ < −90° + φ , то объект называется невосходящим, а значит он ненаблюдаем на широте φ.^[1]

Эклиптическая система координат

В этой системе основной плоскостью является плоскость эклиптики. Одной координатой при этом является эклиптическая широта β, а другой — эклиптическая долгота λ.
Эклиптической широтой β светила называется дуга круга широты от эклиптики до светила, или угол между плоскостью эклиптики и направлением на светило. Эклиптические широты отсчитываются в пределах от 0° до +90° к северному полюсу эклиптики и от 0° до −90° к южному полюсу эклиптики.
Эклиптической долготой λ светила называется дуга эклиптики от точки весеннего равноденствия до круга широты светила, или угол между направлением на точку весеннего равноденствия и плоскостью круга широты светила. Эклиптические долготы отсчитываются в сторону видимого годового движения Солнца по эклиптике, то есть к востоку от точки весеннего равноденствия в пределах от 0° до 360°.

Галактическая система координат

В этой системе основной плоскостью является плоскость нашей Галактики. Одной координатой при этом является галактическая широта b, а другой — галактическая долгота l.
Галактической широтой b светила называется дуга круга галактической широты от эклиптики до светила, или угол между плоскостью галактического экватора и направлением на светило.
Галактические широты отсчитываются в пределах от 0° до +90° к северному галактическому полюсу и от 0° до −90° к южному галактическому полюсу.
Галактической долготой l светила называется дуга галактического экватора от точки начала отсчёта C до круга галактической широты светила, или угол между направлением на точку начала отсчёта C и плоскостью круга галактической широты светила. Галактические долготы отсчитываются против часовой стрелки, если смотреть с северного галактического полюса, то есть к востоку от точки начала отсчёта C в пределах от 0° до 360°.
Точка начала отсчёта C находится вблизи направления на галактический центр, но не совпадает с ним, поскольку последний, вследствие небольшой приподнятости Солнечной системы над плоскостью галактического диска, лежит примерно на 1° к югу от галактического экватора. Точку начала отсчёта C выбирают таким образом, чтобы точка пересечения галактического и небесного экваторов с прямым восхождением 280° имела галактическую долготу 32,93192° (на эпоху 2000).
Координаты точки начала отсчёта C на эпоху 2000 в экваториальной системе координат составляют:

История и применение

Небесные координаты употреблялись уже в глубокой древности. Описание некоторых систем содержится в трудах древнегреческого геометра Евклида (около 300 до н. э.). Опубликованный в «Альмагесте» Птолемея звёздный каталог Гиппарха содержит положения 1022 звёзд в эклиптической системе небесных координат.
Наблюдения изменений небесных координат привели к величайшим открытиям в астрономии, которые имеют огромное значение для познания Вселенной. К ним относятся явления прецессии, нутации, аберрации, параллакса, собственных движений звёзд и другие. Небесные координаты позволяют решать задачу измерения времени, определять географические координаты различных мест земной поверхности. Широкое применение находят небесные координаты при составлении различных звёздных каталогов, при изучении истинных движений небесных тел — как естественных, так и искусственных — в небесной механике и астродинамике и при изучении пространственного распределения звёзд в проблемах звёздной астрономии.

Использование различных систем координат

Использование горизонтальной топоцентрической системы координат

Горизонтальная топоцентрическая система координат используется наблюдателем, находящимся в определенном месте на поверхности земного шара для определения положения какого либо светила на небе.
Координаты небесных светил в данной системе координат могут быть получены с помощью угломерных инструментов и при наблюдениях в телескоп, смонтированный на азимутальной установке.
Большинство астрономических компьютерных программ способны выдвавать положения светил в данной системе координат.
При наблюдениях следует учитывать поправку за рефракцию.

 Использование первой экваториальной системы координат

Первая экваториальная система координат используется для определения точного времени и при наблюдениях в телескоп, смонтированный на экваториальной установке.

 Использование второй экваториальной системы координат

Вторая экваториальная система координат является общепринятой в астрометрии.
В экваториальной гелиобарицентрической системе координат составляются современные звёздные карты и описываются положения светил в каталогах. При этом координаты светил приводятся к определенному положению небесного экватора и точки весеннего равноденствия, т.е. к определенной эпохе (в астрономии применяются эпохи B1950 и J2000.0).
Экваториальная геоцентрическая система координат отличается от экваториальной гелиобарицентрической системы координат тем, что координаты звезд скорректированы в ней из-за явления годичного паралакса, а положение небесного экватора и точки весеннего равноденствия приводятся к текущей дате.

 Использование эклиптической системы координат

Эклиптическая геоцентрическая система координат используется в небесной механике для расчета орбиты Луны.
Эклиптическая гелиоцентрическая система координат используется для расчета орбит планет и других тел Солнечной системы обращающихся вокруг Солнца.
В большинстве школ астрологии, так же используется эклиптическая система координат. Эклиптическая широта светил при этом как правило не учитывается. А эклиптика разбивается на 12 равных участков, по 30 градусов дуги каждый, называемых знаками зодиака.

 Применение различных систем небесных координат

На практике, как правило, требуется пользоваться несколькими системами координат. Например для расчета положения Луны на небе необходимо сначала рассчитать координаты Луны в эклиптической геоцентрической системе координат, пересчитать координаты в экваториальную геоцентрическую систему координат, за тем перейти к горизонтальной топоцентрической системе координат.

Время

У этого термина существуют и другие значения, см. Время (значения).

Время — одно из основных понятий физики и философии, одна из координат пространства-времени, вдоль которой протянуты мировые линии физических тел.
В философии — это необратимое течение (протекающее лишь в одном направлении — из прошлого, через настоящее в будущее)^[1], внутри которого происходят все существующие в бытии процессы, являющиеся фактами.
В количественном (метрологическом) смысле понятие время имеет два аспекта:

• координаты события на временной оси. На практике это текущее время: календарное, определяемое правилами календаря, и время суток, определяемое какой-либо системой счисления (шкалой) времени (примеры: местное время, всемирное координированное время);
• относительное время, временной интервал между двумя событиями

Свойства времени

Прежде всего, время характеризуется своей направленностью (см. «Стрела времени»).
Также время существует в некоей системе отсчёта, которая может быть как неравномерная (процесс вращения Земли вокруг Солнца или человеческий пульс) так и равномерная. Равномерная система отсчёта выбирается «по определению», в настоящее время таковой локально считается атомное время, а эталон секунды — 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения внешними полями. Следует отметить, что это определение — не произвольное, а связанное с наиболее точными периодическими процессами, доступными человечеству на данном этапе развития экспериментальной физики^[2].

 Направленность времени

Основная статья: Философия пространства-времени

Большинство современных учёных полагают, что различие между прошлым и будущим является принципиальным. Согласно современному уровню развития науки, информация переносится из прошлого в будущее, но не наоборот. Второе начало термодинамики указывает также на накопление в будущем энтропии.
Впрочем, некоторые учёные думают немного иначе. Стивен Хокинг в своей книге «Краткая история времени: от Большого взрыва до чёрных дыр» оспаривает утверждение, что для физических законов существует различие между направлением «вперёд» и «назад» во времени. Хокинг обосновывает это тем, что передача информации возможна только в том же направлении во времени, в котором возрастает общая энтропия Вселенной. Таким образом, Второй закон термодинамики является тривиальным, так как энтропия растёт со временем, потому что мы измеряем время в том направлении, в котором растёт энтропия^[3].
Единственность прошлого считается весьма правдоподобной. Мнения учёных касательно наличия или отсутствия различных «альтернативных» будущих различны^[4].

 Зависимость от времени

Поскольку состояния всего нашего мира зависят от времени, то и состояние какой-либо системы тоже может зависеть от времени, как обычно и происходит. Однако в некоторых исключительных случаях зависимость какой-либо величины от времени может оказаться пренебрежимо слабой, так что с высокой точностью можно считать эту характеристику независящей от времени. Если такие величины описывают динамику какой-либо системы, то они называются сохраняющимися величинами, или интегралами движения. Например, в классической механике полная энергия, полный импульс и полный момент импульса изолированной системы являются интегралами движения.
Различные физические явления можно разделить на три группы

• стационарные — явления, основные характеристики которых не меняются со временем. Фазовый портрет стационарного явления описывается неподвижной точкой.
• нестационарные — явления, для которых зависимость от времени принципиально важна. Фазовый портрет нестационарного явления описывается движущейся по некоторой траектории точкой. Они, в свою очередь, делятся на
  • периодические — если в явлении наблюдается чёткая периодичность (фазовый портрет — замкнутая кривая)
  • квазипериодические — если они не являются в строгом смысле периодическими, но в малом масштабе выглядят как периодические (фазовый портрет — почти замкнутая кривая)
  • хаотические — апериодические явления (фазовый портрет — незамкнутая кривая, заметающая некоторую площадь более или менее равномерно, аттрактор).
• квазистационарные — явления, которые, строго говоря, нестационарны, но характерный масштаб их эволюции много больше тех времён, которые интересуют в задаче.

Концепции времени

Единой общепризнанной теории, объясняющей и описывающей такое понятие как Время на данный момент не существует. Выдвигается множество теорий (они также могут быть частью более общих теорий и философских учений), как научных, так и псевдонаучных, пытающихся обосновать и описать это явление^{[источник не указан 16 дней]}.

 Научные концепции

В классической физике время — это непрерывная величина, априорная характеристика мира, ничем не определяемая. В качестве основы измерения используется некая, обычно периодическая, последовательность событий, которая, признаётся эталоном некоторого промежутка времени. На этом основан принцип работы часов.
Время в классической физике существует само по себе, отдельно от пространства и любых материальных объектов в мире. Время, как поток длительности, одинаково определяет ход всех процессов в мире. Все процессы в мире, независимо от их сложности, не оказывают никакого влияния на ход времени. Поэтому время в классической физике называется абсолютным. Абсолютность времени математически выражается в инвариантноcти уравнений ньютоновской механики относительно преобразований Галилея. Все моменты времени в прошлом, настоящем и будущем между собой равноправны, время однородно. Течение времени всюду и везде в мире одинаково и не может изменяться. Каждому действительному числу может быть поставлен в соответствие момент времени, и, наоборот, каждому моменту времени может быть поставлено в соответствие действительное число. Таким образом, время образует континуум. Аналогично арифметизации (сопоставлению каждой точке числу) точек евклидового пространства, можно провести арифметизацию всех точек времени от настоящего неограниченно назад в прошлое и неограниченно вперед в будущее. Для измерения времени необходимо только одно число, то есть время одномерно. Промежуткам времени можно поставить в соответствие параллельные векторы, которые можно складывать и вычитать как отрезки прямой.^[5][6]Важнейшим следствием однородности времени является закон сохранения энергии^[7]. Уравнения механики Ньютона и электродинамики Максвелла не изменяют своего вида при смене знака времени на противоположный. Они симметричны относительно обращения времени (T-симметрия). Время в классической механике и электродинамике обратимо.
В термодинамике время необратимо, благодаря существованию закона возрастания энтропии замкнутой системы. Энтропия замкнутой системы может только увеличиваться с течением времени или оставаться постоянной.^[8]
Такова же роль времени и в квантовой механике: несмотря на квантование почти всех величин, время осталось внешним, неквантованным параметром. В квантовой механике время необратимо, благодаря взаимодействию в процессе измерения квантовомеханического объекта с классическим измерительным прибором. Процесс измерения в квантовой механике несиммметричен по времени. По отношению к прошлому он дает вероятностную информацию о состоянии объекта. По отношению к будущему он сам создает новое состояние.^[9] В квантовой механике имеется соотношение неопределенности для времени и энергии. Закон сохранения энергии в замкнутой системе может быть проверен посредством двух измерений, с интервалом времени между ними в Δt, лишь с точностью до величины порядка .^[10]
В релятивистской физике (Специальная теория относительности, СТО) время рассматривается как часть единого пространства-времени и, значит, может меняться при его преобразованиях (см. Преобразования Лоренца). Постулируется, что время становится четвёртой координатой, правда, в отличие от пространственных координат, она обладает противоположной сигнатурой. «Скорость течения времени» становится понятием субъективным, зависящим от системы отсчёта.
Как показывает опыт, в физике элементарных частиц время обратимо во всех процессах, кроме распада нейтральных K⁰ мезонов (Нарушение CP-инвариантности).^[11]
Ситуация ещё более усложняется в Общей теории относительности (ОТО), где «скорость течения времени» зависит также и от влияния гравитирующих тел (см. Релятивистское замедление времени).^[12] Некоторые теории оперирует т. н. «мгновением», хрононом^[13] — мельчайшим, элементарным и недробимым «квантом времени» (соответствующий понятию «планковское время» и составляющий примерно 5,3×10⁻⁴⁴ с).

 Философские концепции

• Согласно мифологическому мировоззрению время циклично, оно представляет собой неизменное повторение уже бывшего. Прошлое служит образцом для настоящего. Будущее является повторением настоящего. Единицы времени служат для измерения расстояния. Время неоднородно. Особой частью является время, когда первопредки создавали мир.^[14]
• В философской системе И. Канта время рассматривается как априорная (доопытная) форма чувственного созерцания. И. Кант: "Время не есть эмпирическое понятие, выводимое из какого-нибудь опыта...Время есть чистая форма чувственного созерцания...Время есть не что иное, как форма внутреннего чувства, т.е. созерцания нас самих и нашего внутреннего состояния...Время есть априорное формальное условие всех явлений вообще...Пространство и время, вместе взятые, суть чистые формы всякого чувственного созерцания, и именно благодаря этому возможны априорные синтетические положения."^[15]
• В диалектическом материализме время — это объективно реальная форма существования движущейся материи, характеризующая последовательность развёртывания материальных процессов, отделённость друг от друга разных стадий этих процессов, их длительность, их развитие^[16].В.И. Ленин:"В мире нет ничего, кроме движущейся материи, и движущаяся материя не может двигаться иначе, как в пространстве и во времени. Человеческие представления о пространстве и времени относительны, но из этих относительных представлений складывается абсолютная истина, эти относительные представления, развиваясь, идут по линии абсолютной истины, приближаются к ней".^[17]