ساعت چند است؟
چنان به انواع ساعت‌ها عادت کرده‌ایم که کمتر متوجه مفهومی هستیم که ساعت‌ها نشان می‌دهند. گمان می‌کنم اشتباه نیست اگر بگویم که بسیاری از شما نمی‌توانید به درستی بگویید که وقتی می‌گویید «ساعت 7 بعداز ظهر است» منظورتان چیست. آیا این فقط بدان معنی است که عقربه‌ی ساعت شماره‌ی 7 را نشان می‌دهد؟ اما این عدد چه معنایی دارد؟ این بدان معنی است که این مقدار از شبانه روز از ظهر گذشته است. اما از چه ظهری؟ و مهم‌تر از آن این مقدار از چه شبانه روزی گذشته است؟ یک شبانه روز یعنی چه؟
شبانه روز مدت یک دوران کامل کره‌ی زمین به دور خود است و برای مقاصد علمی به طریق زیر اندازه‌گیری می‌شود:
یک شبانه روز برابر فاصله‌ی زمانی بین دو عبور پی در پی خورشید (یا دقیقتر : مرکز قرص خورشید) از یک خط فرضی در آسمان است. این مدت متغیر است و خورشید از این خط گاهی کمی زودتر و گاهی اندکی دیرتر می‌گذرد. تنظیم ساعت با این «ظهر حقیقی» ممکن نیست. حتی ماهرترین استادان ساعت‌ساز هم نمی‌توانند ساعتی بسازند که همزمان با خورشید باشد. زیرا این زمان بسیار غیردقیق است. ساعت‌سازان پاریس در قرن گذشته ضرب المثلی داشتند و می‌گفتند : «خورشید وقت را نادرست نشان می‌دهد.» ساعت‌های ما از روی خورشید حقیقی تنظیم نشده‌اند، بلکه آنها را با خورشیدی فرضی تطبیق داده‌اند که نه می‌درخشد و نه گرما می‌دهد و تنها برای ارزیابی صحیح وقت و زمان ابداع شده است.
یک جسم آسمانی را تصور کنید که حرکتش در طول سال ثابت است و عیناً در همان مدت زمانی به دور زمین می‌گردد که بر حسب ظاهر، خورشید واقعی می‌گردد. در ستاره‌شناسی این جسم فرضی را «خورشید معدل» می‌خوانند و لحظه‌ی گذشتن آن از خط فرضی در آسمان را به نام «ظهر معدل» می‌گیرند. فاصله‌ی بین دو ظهر معدل را «شبانه روز معدل خورشیدی» و زمانی را که بدین‌سان اندازه می‌گیرند «زمان معدل خورشیدی» می‌نامند. ساعت‌های ما بر حسب این زمان معدل خورشیدی تنظیم شده‌اند. اما این ساعت آفتابی است که زمان حقیقی خورشیدی را در هر جا از روی سایه‌ی خورشید نشان می‌دهد.
از آن چه گفته شد، ممکن است فکر کنید که کره‌ی زمین به دور محور خود حرکت یکنواختی ندارد و همین امر علت تغییر طول شبانه روز حقیقی خورشیدی است. اما این تصور نادرست است، زیرا این تغییرات به سبب ناموزون بودن حرکت دیگر زمین، یعنی حرکت آن به دور خورشید است.
این مطلب یعنی چی؟ معنی آن این است که فاصله‌ی بین دو ظهر حقیقیِ خورشیدی طولانی‌تر از مدتی است که زمین برای انجام یک گردش وضعی کامل به دور خود لازم دارد. اگر زمین به طور یکنواخت و در طول مدار دایره‌ای به گرد خورشید می‌گشت، به طوری که خورشید در مرکز آن بود، تفاوت بین مدت واقعی دوران وضعی زمین و مدتی که ما آن را نسبت به خورشید، مدت دوران فرض می‌کنیم، در روز مقدار ثابتی بود.
بنابراین مدت واقعی یک دوران وضعی عبارت خواهد بود از : 23 ساعت و 56 دقیقه و 4 ثانیه. ضمناً می‌توانیم بگوییم که طول مدت «واقعی» یک شبانه روز عبارت از مدت دوران وضعی زمین نسبت به یک نقطه‌ی ثابت یا هر یک از ستارگان است، اصطلاح «شبانه روز نجومی» از اینجا ناشی می‌گردد. زمین در هر 23 ساعت و 56 دقیقه و 1/4 ثانیه یک بار بدور محورش می‌چرخد، یعنی اگر در جای خاصی بایستید و ستاره مشخصی را در نظر گرفته و آن را مثلاً بالای دودکش خانه‌ای ببینید، دوباره بعد از 23 ساعت و 56 دقیقه آن را در همان جای سابق خواهید دید. یعنی اگر امشب ساعت ده و هشت دقیقه چنین مسئله‌ای اتفاق افتاد، فردا شب ساعت ده و چهاردقیقه این اتفاق خواهد افتاد و فردای آن شب هم چهار دقیقه زودتر (ساعت ده) و…. این عدد 23 ساعت و 56 دقیقه (از ثانیه‌هایش صرفنظر می‌کنیم) را اصطلاحاً روز نجومی گویند. اما اگر چنین کاری درمورد خورشید صورت گیرد این مدت، 24 ساعت طول خواهد کشید. (از ثانیه‌ها صرف نظر می‌کنیم). بنابراین منجمین 24 ساعت یا یک شبانه‌روز را روز خورشیدی و به اصطلاح دقیقتر روز خورشیدی متوسط می‌گویند. یک شبانه روز نجومی به طور متوسط 3 دقیقه و 56 ثانیه یا تقریباً 4 دقیقه کوتاهتر از شبانه روز خورشیدی است.
این تفاوت یکنواخت نیست. نخست برای اینکه مدار زمین به گرد خورشید دایره نیست، بلکه بیضی است. به طوری که به تناسب نزدیکی و دوری زمین به خورشید سرعت حرکت انتقالی آن تندتر یا کندتر می‌شود (قانون کپلر) .
- دوم برای اینکه محور حرکت وضعی زمین نسبت به مدار بیضوی آن مایل است.
- به این علل در روزهای مختلف، زمان حقیقی و زمان معدل خورشیدی در حدود چند دقیقه با هم تفاوت دارند، و این اختلاف بعضی روزها به 16 دقیقه می‌رسد. این دو زمان فقط چهار بار در سال یعنی 26 فروردین، 24 خرداد، دهم شهریور، سوم دی با هم برابری می‌کنند و دو بار در سال در 22 بهمن و 11 آبان بیشترین تفاوت را که حدود یک ربع ساعت است با هم دارند.
پیش از این، مردم شهرهای گوناگون جهان ساعت‌های خود را بر حسب زمان محلیِ خورشیدی تنظیم می‌کردند. در هر یک از نصف النهارها «ظهر معدل» در وقت‌های مختلف فرا می‌رسد (ظهر محلی). در نتیجه هر شهری دارای وقت محلی خاص خود بود. تنها برنامه‌ی حرکت قطارها و وسایل نقلیه‌ی عمومی بر پایه‌ی پایتخت‌ها تنظیم می‌شد و در سراسر کشور یکسان بود. اهالی هر منطقه دو نوع وقت «محلی» و «راه آهنی» تشخیص می‌دادند که اولی وقت متوسط محلی خورشیدی بود و ساعت‌های شهر آن را نشان می‌دادند، و دیگری وقت متوسط خورشیدی پایتخت بود که ساعت‌های ایستگاه راه آهن را با آن تنظیم می‌کردند. بعدها تعیین وقت نه بر پایه‌ی وقت محلی، بلکه بر پایه‌ی وقت منطقه‌ای استوار گردید.
نصف النهارها کره‌ی زمین را به 24 «منطقه» مساوی تقسیم می‌کنند، به طوری که همه‌ی محل‌های داخل یک منطقه دارای وقت یکسانی هستند. از این قرار اکنون کره‌ی زمین در آن واحد، به جای تعداد بیشماری زمان‌های محلی که پیش از رواج زمان‌های منطقه‌ای وجود داشت، فقط 24 وقت مختلف دارد. علاوه بر این سه راه بر آورد زمان یعنی : 1ـ وقت حقیقیِ خورشیدی 2ـ وقت متوسط محلی خورشیدی 3ـ وقت منطقه‌ای، باید راه چهارمی را نیز که ستاره‌شناسان به کار می‌برند، شناخت. این وقت را «وقت نجومی» می‌نامند. این وقت بر اساس روز نجومی که در بالا بدان اشاره شد محاسبه می‌شود و تقریباً چهار دقیقه کوتاهتر از روز متوسط خورشیدی است. در 31 شهریور وقت خورشیدی و وقت نجومی با هم مطابق هستند،از آن پس وقت نجومی هر روز چهار دقیقه به جلو میرود.
راه پنجمی هم برای محاسبه‌ی زمان وجود دارد که آن را وقت تابستانی می‌نامند. وقت تابستانی درست یک ساعت جلوتر از وقت منطقه‌ای است. این کار را به این دلیل انجام می‌دهند که در روشن‌ترین روزهای سال یعنی بهار و پاییز، با زودتر شروع و تمام کردن کار روزانه، سوختی را که باید به مصرف روشنایی برسد، صرفه‌جویی کنند. زیرا اگر قرار باشد کار دیرتر تمام شود پایان آن به تاریکی می‌رسد. این کار را بدین ترتیب انجام می‌دهند که رسماً عقربه‌ی ساعت را یک ساعت جلو می‌برند. در کشورهای اروپای باختری این کار را در بهار انجام می‌دهند. به این ترتیب که ساعت 1 بعدازظهر، عقربه‌ی ساعت را به دو منتقل می‌کنند و در پاییز عکس این عمل را انجام می‌دهند. در روسیه ساعت‌ها را در تمام طول سال یک ساعت نسبت به وقت منطقه‌ای به جلو می‌برند. اگر چه این عمل باعث صرفه‌جویی در سوخت نمی‌شود، ولی موجب می‌شود که کارخانه‌های تأمین برق برای طول سال کار یکنواخت‌تری انجام دهند. حال این که می‌گویند ساعت 7 بعدازظهر است، یعنی چه؟
نویسنده : علیرضا سرمدی
