Orientace na obloze | Souřadnice a časomíra

Nebeská sféra

• Pomyslná projekční plocha v nekonečné vzdálenosti. Koule s nekonečným poloměrem. Každý bod uvnitř je středem.

Význačné hlavní kružnice

• Horizont (obzorník): průsečík vodorovné roviny s nebeskou sférou. Závisí na poloze pozorovatele. Roviny rovnoběžné s horizontem protínají nebeskou sféru ve „vodorovných“ kružnicích.
• Ekvátor (světový rovník): průsečík roviny zemského rovníku s nebeskou sférou.
• Ekliptika (zvířetník): průsečík roviny oběžné dráhy Země kolem Slunce s nebeskou sférou. Jde také o zdánlivou dráhu Slunce na obloze.
• Galaktický rovník: průsečík roviny Galaxie s nebeskou sférou. Galaktický rovník prochází mléčnou dráhou.

Význačné body

• Zenit (nadhlavník): horní průsečík svislé přímky se světovou sférou.
• Nadir (podnožník): dolní průsečík svislé přímky se světovou sférou.
• Severní světový pól: průsečík rotační osy Země s nebeskou sférou v severním směru osy (nachází se v blízkosti Polárky).
• Jižní světový pól: průsečík rotační osy Země s nebeskou sférou v jižním směru osy.
• Jarní bod (♈): průsečík ekliptiky se světovým rovníkem v souhvězdí Ryb. Slunce se nachází v jarním bodě při jarní rovnodennosti.
• Podzimní bod: průsečík ekliptiky se světovým rovníkem v souhvězdí Panny. Slunce se nachází v podzimním bodě při podzimní rovnodennosti.
• Jih: bod na horizontu nejbližší k jižnímu světovému pólu.
• Sever: bod na horizontu nejbližší k severnímu světovému pólu.

Význačné vedlejší kružnice

• Místní poledník: kružnice procházející jihem, zenitem, severem a nadirem. Závisí na poloze pozorovatele. Kolmá na horizont. Ostatní kružnice kolmé na horizont a procházející zenitem a nadirem se nazývají „výškové kružnice".
• Kolur rovnodennosti: kružnice procházející jarním bodem, severním světovým pólem, podzimním bodem a jižním světovým pólem. Je kolmá na světový rovník.

Obzorníkové souřadnice

Tato síť astronomických souřadnic je nehybná vzhledem k pozorovateli. Využívá se například u horizontálních montáží dalekohledů.

• Azimut (A): úhel měřený po horizontu směrem od jihu k západu (jih 0°, západ 90°, sever 180°, východ 270°). Udává se ve stupních.
• Výška (h): úhel měřený po výškové kružnici směrem od horizontu k zenitu (horizont 0°, zenit 90°, nadir −90°).

Rovníkové souřadnice I. druhu

Tato síť se využívá například u paralaktických montáží dalekohledů, kde je jedna z os rovnoběžná s rotační osou Země. Ke sledování objektu proto postačí jen pohyb v hodinovém úhlu.

• Hodinový úhel (t): úhel mezi místním poledníkem a objektem měřený ve směru zdánlivého pohybu hvězd, tj. od jihu k západu. Udává se v hodinách (azimut vyjádřený v hodinách). Horní kulminace: hvězda v nejvyšším bodě své dráhy (nad jihem, t = 0 h). Dolní kulminace: hvězda v nejnižším bodě své dráhy (nad severem, t = 12 h).
• Deklinace (δ): oblouk mezi rovníkem a hvězdou měřený po deklinační kružnici hvězdy ve stupních. (světový rovník 0°, severní světový pól 90°, jižní světový pól −90°).

Rovníkové souřadnice II. druhu

Tato síť se otáčí zdánlivě spolu s oblohou.

• Rektascenze (α): oblouk mezi jarním bodem a deklinační kružnicí hvězdy měřený ve stupních nebo v hodinách (jarní bod : 0° = 0 h).
• Deklinace (δ): oblouk mezi rovníkem a hvězdou měřený po deklinační kružnici hvězdy ve stupních. (světový rovník 0°, severní světový pól 90°, jižní světový pól má hodnotu −90°).

Časomíra – časy odvozené z rotace Země

• Hvězdný čas (θ): hodinový úhel jarního bodu. Jde o rektascenzi hvězd, které právě kulminují. θ = α + t.

• Pravý sluneční čas (T_p ): hodinový úhel Slunce ±12 hodin (poledne T_p = 12 hodin). Plyne nepravidelně ze dvou důvodů:
  1. Slunce se pohybuje po ekliptice a nikoli po světovém rovníku, po němž měříme hodinový úhel.
  2. Země obíhá kolem Slunce po elipse nestejnou rychlostí. Slunce se proto na obloze pohybuje „nerovnoměrně".
• Střední sluneční čas (T_S): hodinový úhel myšleného tělesa, které se pohybuje rovnoměrně po světovém rovníku, tak aby se jeho hodinový úhel co nejméně lišil od hodinového úhlu pravého Slunce ±12 hodin. Rozdíl mezi T_p a T_S udává časová rovnice E = T_p − T_S. Pravý a střední sluneční čas jsou si rovny 16. 4, 14. 6, 1. 9, a 25. 12. Největší odchylky jsou 3. 11 (+16 minut) a 12. 2 (−12 minut). Střední sluneční čas plyne pomaleji než hvězdný čas. Slunce se při zdánlivém pohybu opožďuje o cca 1° za den díky oběhu Země kolem Slunce. Střední sluneční čas (tedy i světový čas UT) plyne nepravidelně z těchto důvodů:
  1. Pohyb severního pólu Země (oběh za 430 dní).
  2. Sezónní nerovnoměrnost rotačního pohybu Země. Moment hybnosti Země závisí na cirkulaci atmosféry a hydrosféry (~0,06 s).
  3. Systematické zpomalování rotace Země. Slapové tření (vliv Měsíce), zmenšování zploštění Země (reakce na poslední odlednění) (~0,0017 s/století).
  4. Náhlé skoky rotace Země. Snad přesuny hmot v Zemi.
• Místní střední sluneční čas: (T): střední sluneční časy poledníků (pásem po 15°).
• Světový čas (UT): místní čas nultého poledníku – prochází Greenwichem.
• Středoevropský čas (SEČ): místní čas 15° východně od Greenwiche. SEČ = UT + 1 h. V období od poslední březnové neděle do poslední říjnové neděle platí tzv. letní čas (SELČ), který je roven světovému času + 2 hodiny.

Časomíra – nerotační časy

• Efemeridový čas (ET): založen na oběhu Země kolem Slunce. Zaveden v roce 1958 za pomoci tropického roku. Počátek času ET byl zvolen v roce 1900 vzhledem k UT. V tomto roce odpovídá sekunda ET sekundě UT nejvíce.
  • Tropický rok: doba mezi dvěma průchody Slunce jarním bodem, základ efemeridového času.
  • Siderický rok: doba mezi dvěma průchody Slunce stejným bodem ekliptiky. Jarní bod se pohybuje Slunci vstříc, tropický rok je kratší než siderický asi o 21 minut. Efemeridový čas se v praxi neurčuje pomocí Slunce, bylo by to nepřesné – Slunce se pohybuje po ekliptice a sluneční kotouč má velký rozměr. Určuje se ze zákrytů hvězd Měsícem, z časů zatmění atd.
• Atomový čas (TAI): založen na měření frekvence přechodů energetických stavů atomů. Zaveden roce 1967 tak, aby se sekunda TAI rovnala s co největší přesností sekundě efemeridového času. Počátek TAI byl zvolen o světové půlnoci dne 1. 1. 1958 vzhledem k UT. Rozdíl mezi TAI a ET je přibližně konstantní: ET−TAI = 32,184 s.
• Terestrický čas (TT): Konzistentní s OTRObecná relativita – teorie gravitace publikovaná Albertem Einsteinem v roce 1915. Její základní myšlenkou je tvrzení, že každé těleso svou přítomností zakřivuje prostor a čas ve svém okolí. Ostatní tělesa se v tomto pokřiveném světě pohybují po nejrovnějších možných drahách, tzv. geodetikách.. Zaveden v roce 1992 tak, aby plynule navázal na čas  ET (TAI + 32,184 s). Současně byly zavedeny další dva časy konzistentní s OTR, ty však nenavazují spojitě na historický vývoj definic času, tak jako řada UT – ET – TAI – TT. Jde o barycentrický souřadnicový čas (TCB) a geocentrický souřadnicový čas (TCG).