Měření času v astronomii od nejstarších dob dodnes

Čas je v principu možné měřit pouze pomocí periodicky se opakujících jevů o dostatečné stabilitě. Měření času bylo proto od nepaměti svázáno s astronomickými pozorováními. Po staletí byla základem měření času rotace Země, která se projevuje zdánlivým denním pohybem nebeských objektů po obloze. Pro delší časové intervaly (např. kalendář) pak sloužil pohyb těch nejvýraznějších těles – Měsíce okolo Země a Země okolo Slunce, které se projevují pro pozorovatele střídáním fází Měsíce a ročních období. K těmto měřením se v historii používaly nejrůznější astronomické přístroje od těch nejjednodušších (gnómon, v principu svislá tyč) přes sluneční hodiny, astrometrické přístroje pozorující hvězdy (např. pasážník, meridiánový kruh, Danjonův astroláb, cirkumzenitál atd.) až po dnešní přístroje pozorující umělé družice Země, Měsíc či extragalaktické objekty (laserový dálkoměr, globální navigační družicové systémy, rádiová interferometrie z velmi dlouhých základen). Pro praktické měření kratších intervalů času v občanském životě byly vyvinuty hodiny (vodní, mechanické s různými regulátory chodu, jako např. lihýř,¹⁾ nepokoj, kyvadlo, námořní chronometr, později hodiny křemenné až po dnešní hodiny atomové).

Pozorování Slunce a hvězd

Gnómony (obr. 2) a sluneční hodiny (obr. 1) slouží pro měření pravého slunečního času, daného denním pohybem Slunce po obloze. Ten však není rovnoměrný, od času rovnoměrného se liší až o 17 minut. To je způsobeno kombinací vlivu sklonu osy rotace Země k ekliptice (s periodou půl roku a amplitudou 9,9 minuty) a excentricity trajektorie Země okolo Slunce (s periodou jeden rok a amplitudou 7,6 minuty). Tuto časovou rovnici řeší graficky křivka znázorňující polohu Slunce na obloze každý den ve střední poledne (analema, někdy bývá zakreslena na slunečních hodinách). Složitější astronomické přístroje (např. pasážník či astroláb) pak měří čas mnohem přesněji prostřednictvím pozorování průchodu hvězd místním poledníkem (nebo i jinou kružnicí na obloze). Takto určený hvězdný čas je potom poměrně snadné přepočítat na tzv. střední sluneční čas, který je oproštěn od shora zmíněných nepravidelností. Astronomicky přímo měřený čas je však časem místním, vázaným na místní poledník, a je tedy různý pro různé zeměpisné délky. To způsobovalo problémy např. při námořní navigaci, ale také při rozvoji železniční dopravy. Proto došlo na Washingtonské konferenci v r. 1884 ke sjednocení lokálních časů a mezinárodnímu přijetí nultého (greenwichského) poledníku. K němu se vztahoval greenwichský střední čas, vztažený k tomuto poledníku a hypotetickému střednímu Slunci, které se pohybuje jakoby v rovině zemského rovníku konstantní rychlostí. Ten byl později přejmenován na čas světový (Universal Time, zkráceně UT). Od něj se pak odvozuje čas pásmový, který se od UT liší zpravidla o násobek jedné hodiny.