Zaman ve Takvim
VIP Never Say Never Agaın
Zaman ve Takvim
Zaman, tanımlanması en zor olan kavramlardan biridir. Tekrarlanan olaylar, özellikle; gece-gündüz, yaz-kış, doğma-batma, yeniay-dolunay gibi dönemli olaylar zaman kavramını doğurmuşlardır. Bütün olaylardan bağımsız olarak akıp giden ve bu nedenle bir boyutlu olarak tasarlanan zamanı ölçmek kolay değildir. Zamanın belirlenmesi ve ölçülmesi eskiden beri bu tür olaylarla yapılagelmiştir. Bir gün denilince akla, güneşin ardardına iki doğuşu arasındaki zaman aralığı gelir. Bir ay denilince, yeniaydan yeniaya geçen zaman anlaşılır. Görüldüğü gibi zaman ölçümü de temelde dönemli gök olaylarına dayanmaktadır. Olay ne kadar düzgün değişirse, zaman ölçümü de o kadar duyarlı yapılabilir. Zaman ölçümünde hangi dönemsel olay kullanılırsa zaman da ona göre adlandırılır. Üzerinde yaşadığımız Yer'in ekseni etrafındaki dönüşü zaman ölçümü için uygun bir olaydır. Dönme düzgün ve tekrarlama sabit sayılabilecek niteliktedir. Yer, ekseni etrafında batıdan doğuya doğru döndüğü için, biz günlük harekette gök cisimlerini doğudan batıya doğru hareket eder görürüz. Bu harekete gök cisimlerinin günlük hareketi denir. Eğer yıldızları gök küresi üzerinde sabit kabul edersek, onların günlük dönme hareketini bir zaman ölçme aracı olarak kullanabiliriz.
Yıldız Günü ve Yıldız Zamanı
Saat koordinat sisteminde bir yıldızın H saat açısının ölçülmesi bize yıldız zamanını belirleme olanağını verir. H saat açısı, yıldızın her meridyen geçişinden sonra 0° den 360° ye kadar düzgün olarak artar. Ardı ardına iki meridyen geçişi arasındaki zaman aralığına bir yıldız günü, H saat açısının belirlediği zamana yıldız zamanı denir. Bir yıldız günü 24 yıldız saati, bir yıldız saati 60 yıldız dakikası, bir yıldız dakikası 60 yıldız saniyesidir. Bir yıldızın H saat açısı, zamana ve yıldızın gök küresi üzerindeki yerine bağlı olarak değişir. Herhangi bir yıldız meridyende iken bir başkası doğma veya batma durumunda olabilir. Yıldız zamanı tanımında herhangi bir yıldız yerine, gök küresi üzerinde bir yıldız gibi hareket eden ve özellikleri çok iyi bilinen İlkbahar (Koç) noktası alınır. Böylece yıldız zamanı ilkbahar (γ) noktasının saat açısı ile ölçülür. Bellli bir gözlemciye göre yıldız günü, γ noktası bu gözlemcinin meridyeninde olduğu an başlar. Diğer bir deyişle: γ noktasının saat açısı sıfır olduğu zaman yerel yıldız zamanı sıfır ve herhangi bir anda bu noktanın saat açısı o yerin yıldız zamanıdır. Böylece bir yıldız günü, γ noktasının gözlemcinin meridyeninden ardardına iki geçişi arasındaki zaman aralığı olarak alınır. Bu noktanın hareketine paralel olarak çalışan saate, yıldız saati ve onun gösterdiği zamana, yıldız zamanı denir. Bir yerde herhangi bir andaki yıldız zamanı T, gözlenen yıldızın sağaçıklığı α olmak üzere bu ikisi arasında,
T= H + α
bağıntısı vardır. Herhangi bir yıldız, gözlemcinin meridyeninde iken H= 0s dir. Buna göre T = α olur. O hâlde yıldız, gözlemcinin meridyenine geldiğinde onun (α) sağaçıklığı o andaki yerel yıldız zamanını verir. Bu özellikten yararlanarak gözlem evlerinde kullanılan yıldız saatleri ayarlanır. Ya da ayarlı bir yıldız saati kullanılarak, yıldız meridyene geldiği anda, o saatin gösterdiği zaman, yıldızın sağaçıklığını verir. Böylece yıldızın sağaçıklığı yaklaşık olarak bulunabilir veya var olan değerinin doğruluğu kontrol edilebilir. γ noktası gök yüzünde sabit değildir. Ekliptik boyunca batıya doğru çok yavaş bir hareketi vardır. Bunun sonucu olarak: Bir yıldız gününün uzunluğu, herhangi bir yıldızın gözlemcinin meridyeninden ardı ardına iki geçisi arasındaki zamandan ortalama olarak 1/120 saniye kadar daha kısadır. γ noktasının batıya doğru olan bu kayma hareketi düzgün olmadığından bir yıldız gününün gerçek uzunluğu sabit olmayıp çok küçük bir değişim gösterir.
Güneş Zamanları
Günlük yaşantımızda kullandığımız; sabah, öğle, akşam tanımları Güneş'e göre yapılmıştır. Yıldız saati Güneş'in hareketine ayak uyduramaz ve bu nedenle yıldız zamanı günlük yaşantımız için kullanışlı değildir. Günlük yaşantımızda zaman ölçümü için Güneşin hareketini kullanmak daha uygun olur. Ancak Güneş'in görünürdeki hareketi düzgün olmadığı için bir kaç farklı zaman tanımı yapmak zorunlu hâle gelir. Görünen Güneş diskinin merkezinin H; saat açısı ile belirlenen zamana, gerçek güneş zamanı denir. Görünen güneş diskinin merkezi, gözlemcinin meridyeni üzerinde bulunduğu zaman, bu gözlemci için yerel gerçek güneş zamanı sıfır saat, yani öğle zamanıdır. Bu durumda da yıldız zamanı ile gerçek güneş zamanı arasında,
T= α; + H;
bağıntısı yazılabilir. Yıldız zamanı düzgün ilerler ve ona göre çalışan bir mekanik veya elektronik saati yapmak kolaydır.
Eskiler, bir çubuk gölgesinden yararlanarak yaptıkları güneş saatleri ile, yerel gerçek güneş zamanını tayin ediyorlardı. Ancak, bu oldukça kaba bir zaman tayinidir. H; in akışına ayak uyduracak bir mekanik saat yapmak oldukça zordur. Çünkü Güneş, görünen hareketinde Yer etrafında eliptik bir yörüngede hareket eder. Bu hareketin hızı günden güne değişir, ve ocak ayında, haziran ayındakine göre daha hızlıdır (Şekil 1.5). Bu durum, güneş günü uzunluğunun mevsimden mevsime değiştiği anlamına gelir. 23 Aralık'ta, Eylül'de olduğundan 51 saniye daha uzundur. Gerçek güneşin doğma-batma zamanları ile gerçek güneş günü uzunluğunun aydan aya olan bu değişiminin iki nedeni vardır. Birincisi, Güneş ekliptik dairesi boyunca hareket ederken, zaman ölçümü ekvator dairesi boyunca yapılmaktadır. Güneş'in ekliptik dairesindeki hızı düzgün bile olsa onun ekvator üzerindeki iz düşümü düzgün hareket etmez. İkincisi, Güneş'in görünen hareketinin eliptik yörünge hareketi nedeniyle düzgün olmamasıdır.
Gerçek güneş zamanının düzgün akmaması nedeniyle bir ortalama güneş kavramı geliştirilmiş ve ortalama güneşin hareketine dayalı ortalama güneş zamanının kullanılması öngörülmüştür. Ortalama güneş için şu koşulların sağlanması istenir:
1. Ekvatorda hareket etsin.
2. Hareketi düzgün dairesel olsun.
3. Yıllık dolanımını gerçek güneşle aynı anda tamamlasın.
4. Kısa zaman aralıkları için γ nın yeri sabit kabul edilsin.
Bu koşulları sağlayan ortalama güneşin Hm saat açısının belirttiği zamana, ortalama güneş zamanı denir. Bundan böyle ortalama güneş günü yerine sadece gün diyeceğiz. Gün, ortalama güneşin meridyenden ardı ardına iki geçişi arasındaki zaman olarak tanımlanır. Ortalama güneşin hızı, gerçek Güneş'in bir yıl boyunca ekliptik düzlemindeki açısal hareketinin ortalamasıdır. Bir yıl boyunca ortalama güneş gerçek güneşin gerisinde kaldığı gibi önüne de geçer. Gerçek güneşin γ noktasından Mart ayında geçtikten sonraki hareketini izlersek, Haziran ayına kadar ortalama güneşe göre geride kalır; sonra, üç ay öne geçer, tekrar geri kalır ve tekrar öne geçer (Şekil 1.29). Ortalama güneş zamanı günlük hayatta işlerimizi düzenlemek için kullandığımız zamandır. Bütün ortalama güneş günlerinin uzunlukları birbirine eşittir ve bir yıldaki gerçek güneş günlerinin ortalama uzunluğu kadardır. Her hangi bir t zamanı için, gerçek güneş zamanı ile ortalama güneş zamanı arasındaki farka, zaman denklemi denir. Zamanlar saat açısı ile belirlendiğine göre zaman denklemi,
Şekil 1.29: Zaman denkleminin yıllık değişimi
E ( t ) = H; - Hm
olarak ifade edilir. Zaman denklemi bir yıl boyunca -14.2 dakika ile +16.4 dakika arasında değişir. 1925 yılına kadar iki çeşit başlangıç tanımı kullanıldı: Biri, güneşin üst geçisini sıfır saat (0s); diğeri 12 saat kabul ediyordu. Birincisine astronomi zamanı, diğerine sivil zamanı denilir. 1925'ten sonra, pratikte sivil zaman kabul edildi ve başlangıç alt geçiş alındı. Buna göre gerçek zaman (GZ) = H; +12s ve ortalama zaman, (OZ) = Hm +12s dir.
Zaman denkleminin yıllık değişim grafiği Şekil 1.29'da görülmektedir. Bir yıl için çizilen böyle bir eğri, bir kaç yıl kullanılabilir.
Bölge Zamanı
Güneş zamanının diğer önemli bir özelliği gözlemcinin bulunduğu meridyen için geçerli olmasıdır. Her meridyen için zaman farklıdır. Farklı meridyenlerde farklı zamanların kullanılması günlük hayatta önemli güçlükler doğurur. Bu güçlükleri ortadan kaldırmak için belirli bölgelerde aynı saatın kullanılması uluslararası anlayış gördü. Greenwich'ten geçen meridyen, başlangıç (sıfır) meridyeni olarak seçildi. Bu meridyenin 7°.5 doğusu ve 7°.5 batısından geçen iki meridyen arasında kalan tüm noktalarda, Greenwich yerel zamanı kullanılır. Bu zamana; batı Avrupa zamanı, Greewich zamanı, evrensel zaman ya da genel zaman denir. Greenwich başlangıç meridyeninden itibaren, eşit aralıklı, 24 tane standart meridyen ve bunlar yardımı ile de 24 tane saat dilimi tanımlandı. Buna göre komşu iki standart meridyen arasındaki açı 15° dir. Bir standart meridyenin 7.°5 sağından ve solundan geçen meridyenlerle sınırlanan bölgeye, o standart bölgeye ilişkin saat dilimi denir. Aynı saat diliminde bulunan yerler aynı ortalama güneş zamanını kullanır. Bu zamana, bölge zamanı denir. l80° boylam çemberini izleyen +l2s lik meridyene gün değişimi çizgisi denir. Bu çizginin doğusundan batısına geçişte bir gün ileriye atlanmış olur. Bir ülkenin siyasi sınırlarını aşan kısmı da aynı ülkenin bölge zamanını kullanır. Batı Avrupa ülkeleri 0s lik standart meridyeni ve batı Avrupa saatini; orta Avrupa ülkeleri, -1s lik standart meridyeni ve orta Avrupa saatini kullanırlar. Türkiye, -2s lik İzmit yakınlarından geçen (30° lik doğu) standart meridyeni ve doğu Avrupa saatini kullanır. 45° lik doğu standart meridyeni Erzurum yakınlarından geçer. Türkiye'den iki standart meridyen geçmesine karşın İzmit yakınlarından geçen standart meridyen Türkiye'de kullanılan bölge zamanını belirler. Yaz aylarında ülkeler, güneş ışınlarından daha fazla yararlanmak amacıyla bölge zamanlarından bir saat ileri olan yaz saatini kullanırlar. Yaz saatine 21 Mart'ı izleyen pazar günü gece yarısı geçilir ve 23 Eylül'ü izleyen Pazar günü gece yarısı bölge zamanına geri dönülür. Türkiye yaz saati, Greenwich zamanından üç saat ileridir. Buraya kadar tanımladığımız zaman kavramları, Yer'in ekseni etrafındaki dönüşüne dayanmaktadır.
Yerin ekseni etrafındaki dönüşüne dayanmayan atom zamanından bir kaç söz edelim.
Atom Zamanı
Atom saatleri ile ölçülen zamandır. Bu saatler arasındaki fark 3000 yılda 3 saniyeden küçüktür. Uluslararası atom zamanı, bu saatlerden oluşan bir sistem üzerine kurulmuştur.
Atom saatleri atomların veya moleküllerin belirli rezonans frekanslarından yararlanarak zamanı çok büyük duyarlılıkla ölçen âletlerdir. Çoğu kez bu saatlerde Sezyum (Cs 133) atomu kullanılır. 1967'de toplanan Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı'nda saniye, sezyum 133 atomunun temel enerji düzeyinde, iki çok ince düzey arasındaki geçiş süresinin 9192651770 katına karşılık gelen zaman aralığı olarak tanımlanmıştır.
Atom zamanı, Yer'in ekseni etrafındaki dönme hızının azalmakta olduğunu göstermektedir. Yer'in Güneş çevresinde bir kez dolanması için geçen süre olarak tanımlanan bir yıl içindeki ortalama güneş saniyelerinin sayısı azalmaktadır. Atom saniyelerinin sayısı ise değişmemektedir. Atom saniyesi tanımlanırken bu iki tür saniye sayısı 1900 yılında birbirine eşit alınmış, 1980'e gelindiğinde bir yıldaki ortalama güneş saniyesi sayısının bir birim azaldığı görülmüştür.
Julien Tarihi (Julien Günü)
Gök bilimciler tarafından kullanılan özel bir gün sayımıdır. Her bir gün tam bir sayı ile, günün herhangi bir saati, günün kesri olarak bu tam sayıya eklenerek ifade edilir. M.Ö. 4713 yılı 1 Ocak başlangıç olarak seçilmiş ve ondan sonra gelen günler ardı ardına sayılarak bu sayıya eklenmiştir. Birim olarak ortalama gün, gün başlangıcı olarak gece yarısı değil gün ortası (öğle vakti) seçilmiştir. Yıllar, aylar, günlere göre bu sayılar çizelgeler hâlinde astronomi yıllıklarında verilir. Bu sayılarla belirlenen tarihe, “Julien tarihi„ (JT) denir. İstenen bir tarih için Julien tarihi Astronomi yıllıkları kullanılarak bulunabileceği gibi, basit bir formül yardımı ile de kolayca hesaplanabilir:
JT = 2415020 + 365 x ( yıl - 1900 ) + N + L - 0.5
Bu ifade, 1900 yılından itibaren herhangi bir tarihe karşılık gelen ve evrensel zaman EZ=0 iken Julien tarihini verir. Burada N, yılbaşından sonra geçen gün sayısı, L ise 1901 yılı ile hesaplanması istenen tarih arasındaki artık yıl sayısıdır. 2415020, 1 Ocak 1900 yılına karşılık gelen Julien günü, 0.5 miktarı ise Julien gününün gün ortasından başlatılmasından ileri gelen yarım günün ondalık karşılığıdır (Ortalama güneş günü için başlangıç gece yarısıdır.). N sayısı
N=<275M/9>-2<(M+9)/12>+I-30
formülüyle bulunabilir. Burada M ay sayısı, I ayın günüdür. <> parantezi içindeki sayının tam kısmının alınacağını ifade eder. Artık yıl için 2. terimdeki 2 çarpanı kaldırılır.
Örnek 1: 18 Nisan 1983 tarihine karşılık gelen Julien tarihini bulunuz.
Önce, 1983 yılı 1 Ocak'tan sonra geçen N gün sayısı, N=31+28+31+18=108 bulunur. 1901 ile 1983 yılları arasındaki artık yıl sayısı <82 /4>=20 dir. Bu değerler formülde yerlerine konularak Julien tarihi,
JT =2415020 +365 x ( 1983-1900 ) +108 + 20 - 0.5
=2445442.5
olarak bulunur.
Örnek 2: 18 Nisan 1984 saat 13s 45d iken Julien tarihini bulunuz.
1984 artık yıldır. Bir önceki örnekte izlenen yol izlenerek, N = 109, 13s 45d = 13.75/24 = 0.5729 gün ve JT = 2415020 + 365 x 84 + 109 + 20 - 0.5 + 0.5729 = 2445809.0729 bulunur.
Güneş Merkezli Zaman
Duyarlı zaman gerektiren gök olayları, yıl boyunca bir kaç kez gözlenecekse, Yer'in yörünge hareketi nedeniyle gözlemci-kaynak arasındaki uzaklığın ve ışığın bu uzaklığı katetme zamanının değiştiği dikkate alınmalıdır . Bir gök cisminden gelen ışık ışınları, geldiği doğrultuya bağlı olarak Yer'e, Yer'in yörüngesi üzerinde bulunabileceği bir başka noktaya göre en fazla 8 dakika daha erken veya geç ulaşır. Bu durum Şekil 1.30'da görülmektedir. Bir gök olayı, örneğin; örten bir çift yıldızın örtme olayı; Yer, yörüngesi üzerinde B de ise A da olmasından daha önce görülür. Bu durumu düzeltmek için gözlem zamanları, Güneş'te olduğu var sayılan bir gözlemciye indirgenerek verilir.
Zaman Dönüşümleri
Programlanabilen küçük hesap makinası veya bir bilgisayar kullanarak, tanımlarını yaptığımız zamanlar arasında dönüşüm yapılabilir. Örneğin yıldız zamanını hesaplamak için şu formül kullanılabilir :
GYZ = G + 0.0657098232 x N + 1.0027379093 x EZ
Burada G, her yılın başında değiştirilmesi gereken bir sabittir ve yılın sıfırıncı günü (doğal olarak biten yılın son günü), EZ = 0 iken GYZ (Greenwich'in yıldız zamanı) dir. N, yılbaşından itibaren istenen tarihe kadar geçen gün sayısı, EZ saat cinsinden evrensel zamandır. Eğer hesaplama sonucu 24 saatten daha büyük bir sayı bulunursa, bundan 24 çıkarılır ve tarih olarak bir sonraki tarih alınır. G 'nin değeri her yılın başında almanaktan alınarak formülde yerine konur ve yıl boyunca kullanılır.
Zaman dönüşümleri ile ilgili örnekler:
Örnek 1: Türkiye Bölge Ortalama Zamanı 10sa45dk30sn iken, boylamı
λ=-2sa11dk29sn.4 olan Ankara'da yerel ortalama zamanı nedir?
Çözüm 1: Türkiye bölge boylamı λo= -2sa olduğuna göre,
Ankaranın yerel boylamı λ = -2sa11dk29sn.4
- Bölge boylamı λo= -2sa
Boylam farkı Δλ = λ-λo = -0sa11dk29sn.4
Yerel O.Z.= Bölge O.Z. + Δλ olduğundan,
B.O.Z.= 10sa45dk30sn.0
+ Δλ = - 0sa11dk29sn.4
Y.O.Z.= 10sa34dk00sn.6
olarak bulunur.
Örnek 2: Ankara'daki Y.O.Z.=10sa34dk00sn iken Türkiye Bölge Ortalama Zamanını bulmak istersek,
Çözüm 2: B.O.Z.= Y.O.Z. - Δλ bağıntısına göre,
Y.O.Z.= 10sa34dk00sn.0
- Δλ = ±0sa11dk29sn.4
B.O.Z.= 10sa45dk29sn.4
olarak bulunur.
Örnek 3: Türkiye Bölge Ortalama Zamanı 10sa45dk iken Greenwich'deki ortalama zaman (Evrensel Zaman) nedir?
Çözüm 3: Evrensel Zaman= Bölge Zamanı + Bölge Boylamı
E.O.Z.= B.O.Z. + λo
B.O.Z.= 10sa45dk00sn.0
+ λo = -2sa
E.O.Z.= 8sa45dk00sn
olarak bulunur.
Örnek 4: Evrensel Ortalama Zamanı 14sa25dk00sn iken Ankara'daki Yerel Ortalama Zamanı nedir?
Çözüm 4: İlk önce Türkiye Bölge Ortalama Zamanını bulmalıyız.
B.O.Z.= E.O.Z. - λo
E.O.Z.= 14sa25dk00sn.0
- λo = ±2sa
___
B.O.Z.= 16sa25dk00sn
B.O.Z.= 16sa25dk00sn.0
+ Δλ = - 0sa11dk29sn.4
_____ ___
Y.O.Z.= 16sa13dk30sn.6
olarak bulunur.
Sponsorlu Bağlantılar
Yıldız Günü ve Yıldız Zamanı
Saat koordinat sisteminde bir yıldızın H saat açısının ölçülmesi bize yıldız zamanını belirleme olanağını verir. H saat açısı, yıldızın her meridyen geçişinden sonra 0° den 360° ye kadar düzgün olarak artar. Ardı ardına iki meridyen geçişi arasındaki zaman aralığına bir yıldız günü, H saat açısının belirlediği zamana yıldız zamanı denir. Bir yıldız günü 24 yıldız saati, bir yıldız saati 60 yıldız dakikası, bir yıldız dakikası 60 yıldız saniyesidir. Bir yıldızın H saat açısı, zamana ve yıldızın gök küresi üzerindeki yerine bağlı olarak değişir. Herhangi bir yıldız meridyende iken bir başkası doğma veya batma durumunda olabilir. Yıldız zamanı tanımında herhangi bir yıldız yerine, gök küresi üzerinde bir yıldız gibi hareket eden ve özellikleri çok iyi bilinen İlkbahar (Koç) noktası alınır. Böylece yıldız zamanı ilkbahar (γ) noktasının saat açısı ile ölçülür. Bellli bir gözlemciye göre yıldız günü, γ noktası bu gözlemcinin meridyeninde olduğu an başlar. Diğer bir deyişle: γ noktasının saat açısı sıfır olduğu zaman yerel yıldız zamanı sıfır ve herhangi bir anda bu noktanın saat açısı o yerin yıldız zamanıdır. Böylece bir yıldız günü, γ noktasının gözlemcinin meridyeninden ardardına iki geçişi arasındaki zaman aralığı olarak alınır. Bu noktanın hareketine paralel olarak çalışan saate, yıldız saati ve onun gösterdiği zamana, yıldız zamanı denir. Bir yerde herhangi bir andaki yıldız zamanı T, gözlenen yıldızın sağaçıklığı α olmak üzere bu ikisi arasında,
T= H + α
bağıntısı vardır. Herhangi bir yıldız, gözlemcinin meridyeninde iken H= 0s dir. Buna göre T = α olur. O hâlde yıldız, gözlemcinin meridyenine geldiğinde onun (α) sağaçıklığı o andaki yerel yıldız zamanını verir. Bu özellikten yararlanarak gözlem evlerinde kullanılan yıldız saatleri ayarlanır. Ya da ayarlı bir yıldız saati kullanılarak, yıldız meridyene geldiği anda, o saatin gösterdiği zaman, yıldızın sağaçıklığını verir. Böylece yıldızın sağaçıklığı yaklaşık olarak bulunabilir veya var olan değerinin doğruluğu kontrol edilebilir. γ noktası gök yüzünde sabit değildir. Ekliptik boyunca batıya doğru çok yavaş bir hareketi vardır. Bunun sonucu olarak: Bir yıldız gününün uzunluğu, herhangi bir yıldızın gözlemcinin meridyeninden ardı ardına iki geçisi arasındaki zamandan ortalama olarak 1/120 saniye kadar daha kısadır. γ noktasının batıya doğru olan bu kayma hareketi düzgün olmadığından bir yıldız gününün gerçek uzunluğu sabit olmayıp çok küçük bir değişim gösterir.
Güneş Zamanları
Günlük yaşantımızda kullandığımız; sabah, öğle, akşam tanımları Güneş'e göre yapılmıştır. Yıldız saati Güneş'in hareketine ayak uyduramaz ve bu nedenle yıldız zamanı günlük yaşantımız için kullanışlı değildir. Günlük yaşantımızda zaman ölçümü için Güneşin hareketini kullanmak daha uygun olur. Ancak Güneş'in görünürdeki hareketi düzgün olmadığı için bir kaç farklı zaman tanımı yapmak zorunlu hâle gelir. Görünen Güneş diskinin merkezinin H; saat açısı ile belirlenen zamana, gerçek güneş zamanı denir. Görünen güneş diskinin merkezi, gözlemcinin meridyeni üzerinde bulunduğu zaman, bu gözlemci için yerel gerçek güneş zamanı sıfır saat, yani öğle zamanıdır. Bu durumda da yıldız zamanı ile gerçek güneş zamanı arasında,
T= α; + H;
bağıntısı yazılabilir. Yıldız zamanı düzgün ilerler ve ona göre çalışan bir mekanik veya elektronik saati yapmak kolaydır.
Eskiler, bir çubuk gölgesinden yararlanarak yaptıkları güneş saatleri ile, yerel gerçek güneş zamanını tayin ediyorlardı. Ancak, bu oldukça kaba bir zaman tayinidir. H; in akışına ayak uyduracak bir mekanik saat yapmak oldukça zordur. Çünkü Güneş, görünen hareketinde Yer etrafında eliptik bir yörüngede hareket eder. Bu hareketin hızı günden güne değişir, ve ocak ayında, haziran ayındakine göre daha hızlıdır (Şekil 1.5). Bu durum, güneş günü uzunluğunun mevsimden mevsime değiştiği anlamına gelir. 23 Aralık'ta, Eylül'de olduğundan 51 saniye daha uzundur. Gerçek güneşin doğma-batma zamanları ile gerçek güneş günü uzunluğunun aydan aya olan bu değişiminin iki nedeni vardır. Birincisi, Güneş ekliptik dairesi boyunca hareket ederken, zaman ölçümü ekvator dairesi boyunca yapılmaktadır. Güneş'in ekliptik dairesindeki hızı düzgün bile olsa onun ekvator üzerindeki iz düşümü düzgün hareket etmez. İkincisi, Güneş'in görünen hareketinin eliptik yörünge hareketi nedeniyle düzgün olmamasıdır.
Gerçek güneş zamanının düzgün akmaması nedeniyle bir ortalama güneş kavramı geliştirilmiş ve ortalama güneşin hareketine dayalı ortalama güneş zamanının kullanılması öngörülmüştür. Ortalama güneş için şu koşulların sağlanması istenir:
1. Ekvatorda hareket etsin.
2. Hareketi düzgün dairesel olsun.
3. Yıllık dolanımını gerçek güneşle aynı anda tamamlasın.
4. Kısa zaman aralıkları için γ nın yeri sabit kabul edilsin.
Bu koşulları sağlayan ortalama güneşin Hm saat açısının belirttiği zamana, ortalama güneş zamanı denir. Bundan böyle ortalama güneş günü yerine sadece gün diyeceğiz. Gün, ortalama güneşin meridyenden ardı ardına iki geçişi arasındaki zaman olarak tanımlanır. Ortalama güneşin hızı, gerçek Güneş'in bir yıl boyunca ekliptik düzlemindeki açısal hareketinin ortalamasıdır. Bir yıl boyunca ortalama güneş gerçek güneşin gerisinde kaldığı gibi önüne de geçer. Gerçek güneşin γ noktasından Mart ayında geçtikten sonraki hareketini izlersek, Haziran ayına kadar ortalama güneşe göre geride kalır; sonra, üç ay öne geçer, tekrar geri kalır ve tekrar öne geçer (Şekil 1.29). Ortalama güneş zamanı günlük hayatta işlerimizi düzenlemek için kullandığımız zamandır. Bütün ortalama güneş günlerinin uzunlukları birbirine eşittir ve bir yıldaki gerçek güneş günlerinin ortalama uzunluğu kadardır. Her hangi bir t zamanı için, gerçek güneş zamanı ile ortalama güneş zamanı arasındaki farka, zaman denklemi denir. Zamanlar saat açısı ile belirlendiğine göre zaman denklemi,
Şekil 1.29: Zaman denkleminin yıllık değişimi
E ( t ) = H; - Hm
olarak ifade edilir. Zaman denklemi bir yıl boyunca -14.2 dakika ile +16.4 dakika arasında değişir. 1925 yılına kadar iki çeşit başlangıç tanımı kullanıldı: Biri, güneşin üst geçisini sıfır saat (0s); diğeri 12 saat kabul ediyordu. Birincisine astronomi zamanı, diğerine sivil zamanı denilir. 1925'ten sonra, pratikte sivil zaman kabul edildi ve başlangıç alt geçiş alındı. Buna göre gerçek zaman (GZ) = H; +12s ve ortalama zaman, (OZ) = Hm +12s dir.
Zaman denkleminin yıllık değişim grafiği Şekil 1.29'da görülmektedir. Bir yıl için çizilen böyle bir eğri, bir kaç yıl kullanılabilir.
Bölge Zamanı
Güneş zamanının diğer önemli bir özelliği gözlemcinin bulunduğu meridyen için geçerli olmasıdır. Her meridyen için zaman farklıdır. Farklı meridyenlerde farklı zamanların kullanılması günlük hayatta önemli güçlükler doğurur. Bu güçlükleri ortadan kaldırmak için belirli bölgelerde aynı saatın kullanılması uluslararası anlayış gördü. Greenwich'ten geçen meridyen, başlangıç (sıfır) meridyeni olarak seçildi. Bu meridyenin 7°.5 doğusu ve 7°.5 batısından geçen iki meridyen arasında kalan tüm noktalarda, Greenwich yerel zamanı kullanılır. Bu zamana; batı Avrupa zamanı, Greewich zamanı, evrensel zaman ya da genel zaman denir. Greenwich başlangıç meridyeninden itibaren, eşit aralıklı, 24 tane standart meridyen ve bunlar yardımı ile de 24 tane saat dilimi tanımlandı. Buna göre komşu iki standart meridyen arasındaki açı 15° dir. Bir standart meridyenin 7.°5 sağından ve solundan geçen meridyenlerle sınırlanan bölgeye, o standart bölgeye ilişkin saat dilimi denir. Aynı saat diliminde bulunan yerler aynı ortalama güneş zamanını kullanır. Bu zamana, bölge zamanı denir. l80° boylam çemberini izleyen +l2s lik meridyene gün değişimi çizgisi denir. Bu çizginin doğusundan batısına geçişte bir gün ileriye atlanmış olur. Bir ülkenin siyasi sınırlarını aşan kısmı da aynı ülkenin bölge zamanını kullanır. Batı Avrupa ülkeleri 0s lik standart meridyeni ve batı Avrupa saatini; orta Avrupa ülkeleri, -1s lik standart meridyeni ve orta Avrupa saatini kullanırlar. Türkiye, -2s lik İzmit yakınlarından geçen (30° lik doğu) standart meridyeni ve doğu Avrupa saatini kullanır. 45° lik doğu standart meridyeni Erzurum yakınlarından geçer. Türkiye'den iki standart meridyen geçmesine karşın İzmit yakınlarından geçen standart meridyen Türkiye'de kullanılan bölge zamanını belirler. Yaz aylarında ülkeler, güneş ışınlarından daha fazla yararlanmak amacıyla bölge zamanlarından bir saat ileri olan yaz saatini kullanırlar. Yaz saatine 21 Mart'ı izleyen pazar günü gece yarısı geçilir ve 23 Eylül'ü izleyen Pazar günü gece yarısı bölge zamanına geri dönülür. Türkiye yaz saati, Greenwich zamanından üç saat ileridir. Buraya kadar tanımladığımız zaman kavramları, Yer'in ekseni etrafındaki dönüşüne dayanmaktadır.
Yerin ekseni etrafındaki dönüşüne dayanmayan atom zamanından bir kaç söz edelim.
Atom Zamanı
Atom saatleri ile ölçülen zamandır. Bu saatler arasındaki fark 3000 yılda 3 saniyeden küçüktür. Uluslararası atom zamanı, bu saatlerden oluşan bir sistem üzerine kurulmuştur.
Atom saatleri atomların veya moleküllerin belirli rezonans frekanslarından yararlanarak zamanı çok büyük duyarlılıkla ölçen âletlerdir. Çoğu kez bu saatlerde Sezyum (Cs 133) atomu kullanılır. 1967'de toplanan Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı'nda saniye, sezyum 133 atomunun temel enerji düzeyinde, iki çok ince düzey arasındaki geçiş süresinin 9192651770 katına karşılık gelen zaman aralığı olarak tanımlanmıştır.
Atom zamanı, Yer'in ekseni etrafındaki dönme hızının azalmakta olduğunu göstermektedir. Yer'in Güneş çevresinde bir kez dolanması için geçen süre olarak tanımlanan bir yıl içindeki ortalama güneş saniyelerinin sayısı azalmaktadır. Atom saniyelerinin sayısı ise değişmemektedir. Atom saniyesi tanımlanırken bu iki tür saniye sayısı 1900 yılında birbirine eşit alınmış, 1980'e gelindiğinde bir yıldaki ortalama güneş saniyesi sayısının bir birim azaldığı görülmüştür.
Julien Tarihi (Julien Günü)
Gök bilimciler tarafından kullanılan özel bir gün sayımıdır. Her bir gün tam bir sayı ile, günün herhangi bir saati, günün kesri olarak bu tam sayıya eklenerek ifade edilir. M.Ö. 4713 yılı 1 Ocak başlangıç olarak seçilmiş ve ondan sonra gelen günler ardı ardına sayılarak bu sayıya eklenmiştir. Birim olarak ortalama gün, gün başlangıcı olarak gece yarısı değil gün ortası (öğle vakti) seçilmiştir. Yıllar, aylar, günlere göre bu sayılar çizelgeler hâlinde astronomi yıllıklarında verilir. Bu sayılarla belirlenen tarihe, “Julien tarihi„ (JT) denir. İstenen bir tarih için Julien tarihi Astronomi yıllıkları kullanılarak bulunabileceği gibi, basit bir formül yardımı ile de kolayca hesaplanabilir:
JT = 2415020 + 365 x ( yıl - 1900 ) + N + L - 0.5
Bu ifade, 1900 yılından itibaren herhangi bir tarihe karşılık gelen ve evrensel zaman EZ=0 iken Julien tarihini verir. Burada N, yılbaşından sonra geçen gün sayısı, L ise 1901 yılı ile hesaplanması istenen tarih arasındaki artık yıl sayısıdır. 2415020, 1 Ocak 1900 yılına karşılık gelen Julien günü, 0.5 miktarı ise Julien gününün gün ortasından başlatılmasından ileri gelen yarım günün ondalık karşılığıdır (Ortalama güneş günü için başlangıç gece yarısıdır.). N sayısı
N=<275M/9>-2<(M+9)/12>+I-30
formülüyle bulunabilir. Burada M ay sayısı, I ayın günüdür. <> parantezi içindeki sayının tam kısmının alınacağını ifade eder. Artık yıl için 2. terimdeki 2 çarpanı kaldırılır.
Örnek 1: 18 Nisan 1983 tarihine karşılık gelen Julien tarihini bulunuz.
Önce, 1983 yılı 1 Ocak'tan sonra geçen N gün sayısı, N=31+28+31+18=108 bulunur. 1901 ile 1983 yılları arasındaki artık yıl sayısı <82 /4>=20 dir. Bu değerler formülde yerlerine konularak Julien tarihi,
JT =2415020 +365 x ( 1983-1900 ) +108 + 20 - 0.5
=2445442.5
olarak bulunur.
Örnek 2: 18 Nisan 1984 saat 13s 45d iken Julien tarihini bulunuz.
1984 artık yıldır. Bir önceki örnekte izlenen yol izlenerek, N = 109, 13s 45d = 13.75/24 = 0.5729 gün ve JT = 2415020 + 365 x 84 + 109 + 20 - 0.5 + 0.5729 = 2445809.0729 bulunur.
Güneş Merkezli Zaman
Duyarlı zaman gerektiren gök olayları, yıl boyunca bir kaç kez gözlenecekse, Yer'in yörünge hareketi nedeniyle gözlemci-kaynak arasındaki uzaklığın ve ışığın bu uzaklığı katetme zamanının değiştiği dikkate alınmalıdır . Bir gök cisminden gelen ışık ışınları, geldiği doğrultuya bağlı olarak Yer'e, Yer'in yörüngesi üzerinde bulunabileceği bir başka noktaya göre en fazla 8 dakika daha erken veya geç ulaşır. Bu durum Şekil 1.30'da görülmektedir. Bir gök olayı, örneğin; örten bir çift yıldızın örtme olayı; Yer, yörüngesi üzerinde B de ise A da olmasından daha önce görülür. Bu durumu düzeltmek için gözlem zamanları, Güneş'te olduğu var sayılan bir gözlemciye indirgenerek verilir.
Zaman Dönüşümleri
Programlanabilen küçük hesap makinası veya bir bilgisayar kullanarak, tanımlarını yaptığımız zamanlar arasında dönüşüm yapılabilir. Örneğin yıldız zamanını hesaplamak için şu formül kullanılabilir :
GYZ = G + 0.0657098232 x N + 1.0027379093 x EZ
Burada G, her yılın başında değiştirilmesi gereken bir sabittir ve yılın sıfırıncı günü (doğal olarak biten yılın son günü), EZ = 0 iken GYZ (Greenwich'in yıldız zamanı) dir. N, yılbaşından itibaren istenen tarihe kadar geçen gün sayısı, EZ saat cinsinden evrensel zamandır. Eğer hesaplama sonucu 24 saatten daha büyük bir sayı bulunursa, bundan 24 çıkarılır ve tarih olarak bir sonraki tarih alınır. G 'nin değeri her yılın başında almanaktan alınarak formülde yerine konur ve yıl boyunca kullanılır.
Zaman dönüşümleri ile ilgili örnekler:
Örnek 1: Türkiye Bölge Ortalama Zamanı 10sa45dk30sn iken, boylamı
λ=-2sa11dk29sn.4 olan Ankara'da yerel ortalama zamanı nedir?
Çözüm 1: Türkiye bölge boylamı λo= -2sa olduğuna göre,
Ankaranın yerel boylamı λ = -2sa11dk29sn.4
- Bölge boylamı λo= -2sa
Boylam farkı Δλ = λ-λo = -0sa11dk29sn.4
Yerel O.Z.= Bölge O.Z. + Δλ olduğundan,
B.O.Z.= 10sa45dk30sn.0
+ Δλ = - 0sa11dk29sn.4
Y.O.Z.= 10sa34dk00sn.6
olarak bulunur.
Örnek 2: Ankara'daki Y.O.Z.=10sa34dk00sn iken Türkiye Bölge Ortalama Zamanını bulmak istersek,
Çözüm 2: B.O.Z.= Y.O.Z. - Δλ bağıntısına göre,
Y.O.Z.= 10sa34dk00sn.0
- Δλ = ±0sa11dk29sn.4
B.O.Z.= 10sa45dk29sn.4
olarak bulunur.
Örnek 3: Türkiye Bölge Ortalama Zamanı 10sa45dk iken Greenwich'deki ortalama zaman (Evrensel Zaman) nedir?
Çözüm 3: Evrensel Zaman= Bölge Zamanı + Bölge Boylamı
E.O.Z.= B.O.Z. + λo
B.O.Z.= 10sa45dk00sn.0
+ λo = -2sa
E.O.Z.= 8sa45dk00sn
olarak bulunur.
Örnek 4: Evrensel Ortalama Zamanı 14sa25dk00sn iken Ankara'daki Yerel Ortalama Zamanı nedir?
Çözüm 4: İlk önce Türkiye Bölge Ortalama Zamanını bulmalıyız.
B.O.Z.= E.O.Z. - λo
E.O.Z.= 14sa25dk00sn.0
- λo = ±2sa
___
B.O.Z.= 16sa25dk00sn
B.O.Z.= 16sa25dk00sn.0
+ Δλ = - 0sa11dk29sn.4
_____ ___
Y.O.Z.= 16sa13dk30sn.6
olarak bulunur.
Şeytan Yaşamak İçin Her Şeyi Yapar....
