Сказ о том, как историки отменили законы небесной механики.

В процессе изучения древних затмений, я столкнулась с неразрешимым парадоксом. Дело в том, что характер временной поправки, которым пользуются современные астрономы вступает в прямое противоречие с утверждением естественников о замедленном вращении Земли. Это противоречие и послужило поводом для написания данной статьи.

Универсальное время  UT и что оно из себя представляет по материалам астрономического ежегодника за 1990 год.

Рассмотрим теперь астрономические способы измерения времени… Предположим, что вращение Земли происходит равномерно относительно некоторого начального направления. Практическое измерение угла поворота Земли производится путем регистрации моментов прохождения звезд через небесный меридиан…Важно лишь установить, что  традиционный астрономический способ измерения времени по наблюдениям звезд есть не что иное, как измерение угла поворота Земли. Для измерения угла поворота необходимо указать начальное направление, от которого этот угол отсчитывается… Нам потребуется определить всемирное время UT– угол поворота Гринвичского меридиана относительно начального направления, которое определяется по солнцу, но довольно сложным образом(считаю необходимым акцентировать на этой фразе внимание,  трудности измерения Земного времени могли сказаться на точности наблюдений, а следовательно на определение разности ET-UT за последние 3 века.(Л))

Предположим теперь, что Земля вращается неравномерно. Можно ли это выяснить, располагая только что описанным способом измерения времени? Очевидно, нет. Для этого необходим ,по крайней мере еще один способ”. 

Физически   UT с = 2p/24/60/60;

“Перейдем теперь к обсуждению понятия эфемеридного времени, ET. Уже давно одной задач астрономии является составление эфемерид, т.е. предсказания положения различных светил на небе. Эти предсказания составляются на основе законов механики и всемирного тяготения, при этом предполагается, что время известно. Это время и называется эфемеридным. Теории движения опираются кроме законов механики еще и на наблюдения. Совпадение наблюдения и данных вычислений и является критерием правильности теории. Но при наблюдениях регистрируются как положения, так и моменты времени. Эти моменты до середины 50 годов 20 века могли быть только моментами всемирного времени, то есть фактически регистрировалось не время, а угол поворота Земли. Если Земля вращается равномерно, то время всемирное(UT) и эфемеридное (ЕТ) можно считать совпадающими. Если же Земля вращается неравномерно, возникают расхождения между наблюдениями и теорией, даже если теория и является верной….. В конце 19 и начале 20 века были построены точные теории движения Луны и больших планет, использовавшихся для вычисления эфемерид до последнего времени. В середине 20 века расхождения этих теорий с наблюдениями были подвергнуты подробному анализу по отношению к движению Венеры, Меркурия, Луны и Солнца. При этом выяснилось, что имеет место второй случай, именно, что расхождения должны быть приписаны ошибочному определению момента. А поскольку момент наблюдений выражался во всемирном времени(UT), то ошибочным является последнее, т.е. Земля вращается неравномерно. Расхождения состояли в том, что  видимое движение небесных тел кажется ускоряющимся. Это означает, что всемирное время UT отстает от эфемеридного  ЕТ, то есть вращение Земли замедляется. Следует отметить, что скорость вращения Земли изменяется сложным образом и замедление имеет место только в среднем.

Замедление вращения Земли  можно объяснить превращением кинетической энергии ее вращения в теплоту при прохождении волн приливов по ее поверхности. Приливы вызываются Луной и Солнцем и должны влиять на движение самих этих тел. Подробный анализ показывает, что приливы заметно влияют только на движение Луны. Это влияние в теории движения Луны ранее не учитывалось. Отделение этой неточности в теории движения Луны от неравномерности вращения Земли представляет собой сложную задачу.   Когда неравномерность вращения Земли стала очевидной, этот факт был зафиксирован в названии аргумента времени: в астрономических ежегодниках вместо слова всемирное появилось эфемеридное(под эфемеридным подразумевается строго равномерное время). На самом деле аргумент и раньше представлял собой равномерное время, только теперь возникла необходимость различать эти понятия. Было так же введено  и новое определение единицы времени, секунды. Эфемеридная секунда считается определенной долей тропического года, именно 1. 31556925,9747. Таким образом, эфемеридная секунда определяется не вращением Земли вокруг своей оси, а движением Земли вокруг Солнца. 

Поскольку вращение Земли в среднем замедляется, разница между эфемеридным и всемирным(UT) временем постепенно накапливается. Нуль-пункт эфемеридного времени выбран таким образом, что численное выражения Всемирного и эфемеридного времени для одного и того же момента совпадали около 1900 года. В настоящее время(1989 год) разность составляет около 57 сек. ” К.В.Куимов.

Физический смысл графика ET-UT.

 

Мне бы хотелось внести небольшое уточнение. Поскольку единицей измерения времени является секунда, вне зависимости от того, в какой системе измерения она получена, для нашего исследования было бы правильно разделять ut секунды(отрезок времени, вычисленный относительно суточного вращения Земли) и et секунды(отрезок времени, вычисленный относительно годового вращения Земли вокруг Солнца). Маленькими буквами я буду обозначать длительность секунды в ut или et системе, а большими отрезки времени, измеряемые в соответствующих секундах.

 

Шкала et секунды.

 

Как было сказано выше, секунды в системе et равномерные, то есть секунда et 10000 лет назад и сегодня представляют одинаковый отрезок времени, фактическая разница на интересующем нас отрезке времени для наших целей пренебрежимо мала.

 

Шкала ut секунды.

 

Секунда в единицах времени ut соответствует физическому отрезку времени, за которое Земля повернется на угол равный 2pi/(24*3600) рад. Современные ученые утверждают, что Земля постоянно замедляет свое вращение, а это значит, что, Земля будет поворачиваться на угол, соответствующий utсекунде все медленнее и медленнее. Шкала ut секунды   будет постоянно возрастать. То есть, чем дальше от нас по времени в прошлое, тем секунды ut будут короче, чем дальше в будущее – тем длиннее.  Если для точке, более древней будет соответствовать более длинная, чем точке более молодой  ut  секунда – это будет обозначать, что между двумя этими точками Земля ускоряла свое вращение.

 

Как устроен график поправок ET-UT=f(t-t1900).

 

В идеале по оси t графика должно откладываться число секунд, предшествующих или прошедших от 1900 года. В 1900 году по решению астрономов длина et секунды и ut секунды  считаются равными. Вправо от 0 пункта t=1900 счет секунд положительный, слева отрицательный. По оси et-ut должна откладываться разница, которая набежала за n секунд, отложенных по оси t от 1900 года между UT и ET временем, обратите внимание, в обеих системах измерения прошло одинаковое число секунд. Фактически получается, что разница UT-ET равна сумме  разностей длительностей ut и et секунд, за число секунд отстоящих от нуль пункта, приходящегося на 1900 год. При условии, что Земля замедляет свое вращение, разница между ut и et секундами слева от 1900 года должна быть отрицательной, а справа положительной. Как следствие, сумма разности в секундах влево в лево от 0 года должна убывать, а вправо возрастать, то есть график по всей оси должен быть монотонно возрастающей функцией.

Я описала идеальный случай графика поправки et-ut, такой график и даже таблицу составить вряд ли удастся, в силу большого числа данных, на отрезке, где эта разница поддается измерению и плюс полное отсутствие таких данных для точек, находящихся левее 0 пункта. Тем не менее физический смысл поправки такой идеальный график поясняет, а главное поясняет некоторые характеристики функции, описывающие этот график.

Реально график построен несколько иначе. За основу берется поправка, которая для разных отрезков времени вычисляется по разному, подробнее об этом выше. По оси t откладываются либо юлианские дни, либо юлианские годы по шкале ut. По оси ET-UT, полученная в результате либо измерений, либо вычислений поправка. Смысл этой поправки тот же, что и для идеального графика – разница, которая набежала от 1900 года до интересующего нас момента по шкале UT и шкале ET. Еще раз хочу пояснить, что значит эта разница. Допустим, нас интересует 15 октября 2000 года. И  по ET и по UT эта будет одна и та же дата и число секунд по обеим шкалам будет одинаковое, а разница в 61 секунду набежит за счет того, что

За n секунд промежуток физического времени будет короче по et шкале на данном интервале, чем по ut, для того, что бы физическое время выровнять, надо к числу секунд ut добавить временную поправку. Et=UT+f(t)

Графики поправок ET-UT=f(t) используемые в современных астрономических расчетах.

Мои модельные графики сделаны по выходным данным программы АА54. Но у меня есть другие данные, которые качественно не отличаются от тех, которые я хочу предложить вашему вниманию, и от данных приведенных на графиках выше.

aa54.gif (10817 bytes)

Рис 1.

ris2.gif (26768 bytes)

 Рис 2.

Рассмотрим подробно рис.1 и рис 2.  Изображение в правом нижнем углу рис 2 соответствует рис 1.

Считается, что функция разности универсального UT  и эфемеридного ЕТ времени хорошо изучена в современной астрономии и зафиксирована на уровне закона. Во всяком случае, с небольшими разногласиями ее вставляют во все современные астрономические программы. Если посмотреть на графики изменения этой функции можно четко выделить три участка. 1.Современные данные(1890год и до наших дней), построенные на основе точных измерений в том числе и времени. 2. Область неуверенных данных (1890-1700), то есть в этом временном интервале поправки выведены на основе  тщательно проанализированных астрономических наблюдения и теоретических данных. Надо учесть, что в это время могли измерять не так точно, как в прошлом 20 веке, а поправки UT-ET столь мизерны по отношению к точности измерения времени, что в результате получились очень приближенные данные, но все равно вполне обоснованные.  3. Область литературных данных(1700 год и далее в бесконечную древность). То есть тщательного анализа практикующими астрономами в этот период сделано не было, и все поправки выводятся из литературных источников, то есть для независимой проверки последних не пригодны.

Проанализируем графики на всех трех участках с точки зрения поведения функции

ET-UT= f(ET)

nad_aa54.gif (18263 bytes)

Рис. 3

 

1.   Область современных данных.

Функция f(ET) на 1 участке  в среднем может быть аппроксимирована прямой. Уравнения полиномов аппроксимации расписаны на рис 3.  Видно, что основная нагрузка приходится на линейные члены, квадратный, а тем более 3 крайне малы. Кстати обратите внимание, это не имеет отношения к обсуждаемой теме, просто интересный факт, после падения Тунгусского метеорита 1908 года пошел всплеск нелинейного изменения функции f(ET), на графике это можно пронаблюдать.  В общем на этом участке согласно постулату астрономов функция в среднем возрастает. Возрастание функции говорит о том, что на участке мы имеем дело с замедлением Земли. Посмотрите сами. ЕТ – это равномерное время по определению, ET-UT=f(ET). Если в этой формуле  F(ET) – растет, то это  при et=const значит, что  ut – уменьшается, что, как было обосновано выше, является признаком замедления вращения Земли.

dings_h.gif (22272 bytes)

Рис. 4

 

2.   Область расчетно-наблюдательных данных.

В этих пределах функция ведет себя совершенно случайным образом см. рис 4. Это может быть объяснено как минимум двумя факторами. Во первых, сама точность измерения времени несравнима с современной, во вторых в число наблюдательных фактов могли попасть и расчетные данные, например гороскопов, которые были рассмотрены как фактические наблюдения. Эту кривую можно с равным успехом аппроксимировать полиномами как  2 так и 3, и 4, и 5, и 6 степени, при чем выше степень полинома, тем точнее аппроксимация.

dings_a.gif (22696 bytes)

Рис .5

 

ris6.gif (34735 bytes)

Рис. 6

 

3.   А теперь самый интересный участок – литературные данные.

Если до 1620 года астрономы пользуются табличными данными, худо-бедно, но имеющими под собой теоретическую базу, то далее все аппроксимации проводятся по литературным источникам. Согласия в этой части у астрономов нет. Разные школы обосновывают свои аппроксимации. Для начала посмотрим, можно ли по табличным данным до 1620 года  независимо аппроксимировать зависимость в далекое прошлое? Вообще-то нельзя, так как грамотные специалисты по аппроксимациям знают, что ее можно проводить не далее чем на 1\3 от исследуемого интервала. Тем не менее попытаемся посмотреть, что же из этого выйдет на рис 5 . Как и ожидалось все аппроксимации получились различными как между собой, так и с кривой, выведенной у Дингса, экстраполяции 5 и 6 порядков даже идут в обратную сторону.  Дингс, на сколько мне удалось понять пользуется функцией, которую вывел Стефенсон рис 2.

Графики, иллюстрирующие на каком основании была вычислена функция рис 6. Особый интерес представляет график  st5.gif  на нем представлена достаточно скрупулезно собранная  информация данных разных стран и народов о лунных и солнечных затмениях, как они ложатся вдоль выведенной им функциональной зависимости. Запомним ,это важно.

Несмотря на различные выводы коэффициентов см http://www.chat.ru/~fatus/efemerid.html  все астрономы сходятся, функция  ET-UT=f(ET) представляет собой параболу, разнятся лишь коэффициенты. “…при равномерном замедлении Земли. Должно быть ET-UT=c*t^2, где t в столетиях с 1800 года.)” (А.И.Захаров, научный сотрудник ГАИШ).  А так ли это?  Рассмотрим с точки зрения математики это утверждение. Функция ET-UT=c*t^2; представляет собой параболу, с вершиной в районе 1800 года и направленную ветвями вверх, см рис 6. На интервале (-?; 1800) такая функция убывает, то есть с увеличением ET функция принимает все меньшие и меньшие значения. При постоянном ЕТ это означает, что время UT непрерывно растет, вплоть до 1800 года. Поскольку UT  жестко связана обратно пропорциональной зависимостью со скоростью вращения Земли, следует, что угловая скорость Земли все время возрастала на этом промежутке. Это противоречит утверждению астрономов о том, что угловая скорость Земли под действием вполне реальных сил уменьшается. Иными словами надо объяснить почему, под действием каких сил до 1800 года Земля наращивала свою угловую скорость. После 1800 года, как видно из графика функция начала возрастать, что вполне соответствует утверждению о том, что Земля замедляет свое движение.

Парадокс, возникший между мнением естествоиспытателей и современными астрономическими поправками в области исторической астрономии, можно устранить одним из следующих способов. 1). Все астрономические явления, описанные в хрониках и других исторических документах, подчиняющиеся  зависимости на рисунке 6 объявить вычисленными. 2). Оставить показания хроник за подлинные, но отменить законы небесной механики и выводы астрономов, которые говорят о замедлении вращения Земли. Или на худой конец придумать теорию, по которой Земля равномерно ускоряется до определенного значения, соответствующего значению 1800 года, а потом начинает замедлятся, объяснить под действием каких сил это происходит.

Мое личное мнение, что силами, осмелившимися поменять законы природы могут быть только политические .


 

Ссылки:

“Современные системы измерения в астрономии”. К.В.Куимов.

Новая астрономия на службе новой хронологии.

Дискуссия о величине   эфемеридной поправки.

http://titan.glo.be/~gd32020/dt.htm  


Филатова Л.М. 2001 (С)