Точний час і визначення географічної довготи.
Сонце завжди висвітлює тільки половину земної кулі: на одній півкулі - день, а на іншому в цей час ніч, відповідно завжди є точки, де в даний момент опівдні, і Сонце знаходиться у верхній кульмінації. У міру того як Земля обертається навколо осі, опівдні настає в тих місцях, які лежать на захід від. Відповідно до положення Сонця (або зірок) на небі визначається місцевий час для будь-якої точки земної кулі. Місцевий час в двох пунктах (T1 і Т2) відрізняється рівно на стільки, на скільки відрізняється їх географічна довгота:
Ясно, що опівдні настає в даному пункті Землі пізніше, ніж в іншому, рівно на стільки, скільки часу потрібно планеті, щоб повернутися на кут, відповідний різниці їх довгот. Так, наприклад, в Санкт-Петербурзі, який знаходиться на 8 ° 45 'на захід від Москви, опівдні настає на 35 хвилин пізніше. Визначивши з спостережень місцевий час в даному пункті і порівнявши його з місцевим часом іншого, географічна довгота якого відома, можна обчислити географічну довготу пункту спостереження. Домовилися відраховувати довготу від початкового (нульового) меридіана, що проходить через Грінвічську обсерваторію. Місцевий час цього меридіана називають всесвітнім часом - Universal Time (UT). тоді
інакше кажучи, місцевий час будь-якого пункту одно всесвітнім часом в цей момент плюс довгота даного пункту від початкового меридіана, виражена в годинній мірі. Точний відлік часу ускладнюється тим, що його колишній еталон - період обертання Землі - виявився не цілком надійним. Однією з основних одиниць часу вже давно були обрані сонячні добу - проміжок часу, який проходить від однієї верхньої кульмінації Сонця до іншого. Але в міру зростання точності астрономічних спостережень стало очевидно, що тривалість доби не залишається постійною.
Швидкість обертання нашої планети змінюється протягом року, а крім того, відбувається, хоча і дуже повільно, уповільнення її обертання. Тому зрозуміло, що визначення секунди як одиниці часу, що становить 1/86 400 частина доби, зажадало уточнення. Сучасне визначення секунди вам відомо з курсу фізики. Використання атомного годинника, які мають служби точного часу і державний еталон часу і частоти, забезпечує виключно малу похибку в рахунку часу (близько 5 • 10-9 с за добу). Транслюються по радіо сигнали точного часу передаються саме з атомного годинника. Беручи ці сигнали і визначаючи місцевий час за спостереженнями моментів кульмінації зірок, можна обчислити точні координати будь-якого пункту земної поверхні. Ці пункти служать опорними точками при складанні карт, прокладання трас газопроводів, автомобільних і залізниць, будівництві великих об'єктів і ряді інших робіт.
Сигнали точного часу, поряд з іншими засобами (радіомаяками, навігаційними супутниками і т. П.) Необхідні в авіаційній та морській навігації. Якби в своєму повсякденному житті ми користувалися місцевим часом, то в міру пересування на захід або схід доводилося б безперервно пересувати стрілки годинника. Виникаючі при цьому незручності настільки очевидні, що в даний час практично все населення земної кулі користується поясним часом. Поясна система відліку часу була запропонована в 1884 р Згідно з цією системою всю земну кулю був розділений по довготі на 24 часових пояси (по числу годин у добі), кожен з яких займає приблизно 15 °. По суті справи, відлік часу по цій системі ведеться тільки на 24 основних меридіанах, віддалених один від одного на 15 ° по довготі. Час на цих меридіанах, які розташовані приблизно посередині кожного часового поясу, відрізняється рівно на одну годину. Місцевий час основного меридіана даного поясу називається поясним часом. По ньому ведеться відлік часу на всій території, що відноситься до цього часового поясу. Поясний час, яке прийнято в конкретному пункті, відрізняється від всесвітнього на число годин, рівних номеру його часової зони:
де UT - всесвітній час, a n - номер часового поясу.
Межами часових поясів є лінії, які йдуть від Північного полюса Землі до Південного і відстоять приблизно на 7,5 ° від основних меридіанів. Ці кордони далеко не завжди проходять строго по меридіанах, а проведені по адміністративних кордонів областей або інших регіонів так, щоб на всій їх території діяло одне і той же час. Природно, наприклад, що Москва живе за часом одного (другого) часового поясу. Якщо ж формально слідувати прийнятому правилом ділення на часові пояси, то потрібно було б провести кордон пояса так, що місто опинилося б розділеним на дві нерівні частини.