अभ्यासघटक : अभ्यासघटक : पृथ्वीचे परिवलन स्थानिक वेळ प्रमाण वेळ जागतिक प्रमाण वेळ

प्रस्तावना

आपल्या दैनंदिन जीवनातील प्रत्येक कृतीसाठी (उठणे, शाळेत जाणे, खेळणे, झोपणे इ.) ठराविक वेळ ठरवावी लागते. त्यामुळे वेळ मोजण्याची (कालमापनाची) गरज निर्माण होते.

प्राचीन काळी लोक निरीक्षण व अनुभवाच्या आधारे नैसर्गिक घटनांच्या साहाय्याने वेळ ठरवत असत — उदा. सूर्योदय, सूर्यास्त, सावलीची लांबी, घटिकापात्र, वाळूचे घड्याळ इत्यादी.

महत्त्वाच्या व्याख्या :

• दिनमान: सूर्योदयापासून सूर्यास्तापर्यंतचा कालावधी.
• रात्रमान: सूर्यास्तापासून पुढील सूर्योदयापर्यंतचा कालावधी.
• एक संपूर्ण दिवस: एका सूर्योदयापासून दुसऱ्या सूर्योदयापर्यंतचा कालावधी (२४ तास).

पृथ्वीचे परिवलन :

परिवलनाची दिशा : पृथ्वी स्वतःभोवती पश्चिमेकडून पूर्वेकडे फिरते. या परिवलनामुळेच आपल्याला सूर्य दररोज पूर्वेकडून पश्चिमेकडे भ्रमण करत असल्याचा भास होतो.

कालावधी : पृथ्वीला स्वतःभोवती एक प्रदक्षिणा (परिवलन) पूर्ण करण्यासाठी २४ तासांचा, म्हणजेच एका दिवसाचा कालावधी लागतो.

रेखावृत्ते आणि वेग:

• पृथ्वीच्या परिवलनादरम्यान दररोज ३६० रेखावृत्ते सूर्यासमोरून जातात.
• पृथ्वीला स्वतःभोवती १ अंश (१°) फिरण्यासाठी ४ मिनिटांचा कालावधी लागतो.
• या हिशोबाने, एका तासाच्या कालावधीत पृथ्वीवरील १५ रेखावृत्ते सूर्यासमोरून जातात.
• परिवलनादरम्यान पश्चिमेकडील १८० रेखावृत्ते क्रमशः सूर्यासमोर येतात, तर पूर्वेकडील १८० रेखावृत्ते क्रमशः अंधारात जातात.

परिवलनाचे परिणाम:

• पृथ्वीच्या परिवलनामुळेच आपल्याला सूर्योदय, मध्यान्ह, सूर्यास्त आणि मध्यरात्र यांसारख्या स्थितींचा अनुभव येतो.
• परिवलनामुळे दिवसाच्या वेगवेगळ्या वेळी सावलीच्या लांबीत आणि दिशेत बदल होतो. उदाहरणार्थ, सकाळी आणि संध्याकाळी सावल्या लांब असतात, तर दुपारी मध्यान्ह वेळी त्या सर्वात आखूड असतात.
• एखादे रेखावृत्त जेव्हा बरोबर सूर्यासमोर येते, तेव्हा त्या रेखावृत्तावर मध्यान्ह (दुपारचे १२) झाले आहेत असे मानले जाते. ही त्या रेखावृत्ताची स्थानिक वेळ असते.

लक्षात ठेवा: पृथ्वीला एक परिवलन (३६०°) पूर्ण करण्यास सुमारे २४ तास लागतात. पृथ्वी एका तासाला ३६०° ÷ २४ तास = १५° स्वतःभोवती फिरते. पृथ्वीला १° फिरण्यास ६० मिनिटे ÷ १५ = ४ मिनिटे लागतात. प्रत्येकी १° अंतरावरील रेखावृत्तांच्या स्थानिक वेळेत ४ मिनिटांचा फरक पडतो.

स्थानिक वेळ (Local Time)

व्याख्या: एखाद्या ठिकाणाच्या आकाशातील सूर्याच्या स्थानावरून ठरवलेली वेळ म्हणजे त्या ठिकाणाची स्थानिक वेळ होय.

• स्थानिक वेळ मध्यान्हाच्या संदर्भाने निश्चित केली जाते.
• एकाच रेखावृत्तावरील सर्व ठिकाणांची स्थानिक वेळ सारखीच असते.
• पृथ्वीवर मध्यान्ह वेळ उत्तर ध्रुववृत्तापासून दक्षिण ध्रुववृत्तापर्यंत एका रेखावृत्तावर सर्वत्र सारखी असते.
• कोणत्याही रेखावृत्ताच्या पूर्वेकडील रेखावृत्तांवरील वेळ पुढे असते, तर पश्चिमेकडील रेखावृत्तांवरील वेळ मागे असते.
• दोन रेखावृत्तांतील अंतर जसजसे वाढते तसतसा त्यांच्या स्थानिक वेळेतील फरकही वाढतो.

ध्रुवीय प्रदेशातील विशेष स्थिती :

• ऋतुमानाप्रमाणे दिनमान २४ तासांपेक्षा जास्त असू शकते.
• ध्रुवावर सुमारे ६ महिने दिनमान व ६ महिने रात्रमान असते.
• ध्रुवावर सूर्योदय/सूर्यास्ताची वेळ सांगताना तारीख सांगावी लागते.
• ध्रुवावर सावलीवरून मध्यान्हाची वेळ ठरवता येत नाही, कारण सूर्य क्षितिजाजवळ घिरट्या घालतो.

स्थानिक वेळेची मर्यादा :

विस्तीर्ण भूभागात रेखावृत्तानुसार भिन्न स्थानिक वेळा वापरल्यास दैनंदिन व्यवहारात गोंधळ निर्माण होतो, म्हणून मोठ्या क्षेत्रांसाठी स्थानिक वेळ सोयीची नसते.

स्थानिक वेळ काढण्याचे सूत्र :

सूत्र: • दोन ठिकाणांतील रेखावृत्तीय फरक (अंशात्मक) × ४ मिनिटे = वेळेतील एकूण फरक (मिनिटांत) • पूर्वेकडे रेखावृत्त असल्यास वेळ पुढे असते (अधिक होते). • पश्चिमेकडे रेखावृत्त असल्यास वेळ मागे असते (कमी होते).

a.m. आणि p.m. :

• मध्यरात्रीपासून मध्यान्हापर्यंतची वेळ इंग्रजीत a.m. (ante meridiem) असे लिहितात.
• मध्यान्हापासून मध्यरात्रीपर्यंतची वेळ p.m. (post meridiem) असे लिहितात.

प्रमाण वेळ (Standard Time) :

व्याख्या: देशाच्या सर्वसाधारण मध्यवर्ती ठिकाणाहून जाणाऱ्या रेखावृत्ताची स्थानिक वेळ ही त्या देशाची प्रमाण वेळ म्हणून निवडली जाते व संपूर्ण देशात हीच वेळ वापरली जाते.

• देशातील प्रत्येक ठिकाणी स्वतःची स्थानिक वेळ वापरल्यास दैनंदिन व्यवहारात गैरसोय होते, म्हणून प्रमाण वेळेची गरज असते.
• जागतिक व्यवहारासाठी सुसंगती राखण्यासाठी जगाचे २४ कालविभाग (Time Zones) करण्यात आले आहेत.
• ही रचना मूळ रेखावृत्तापासून (शून्य रेखावृत्त) केली आहे.
• साधारण तास-दोन तासांच्या फरकापेक्षा अधिक रेखावृत्तीय विस्तार असलेल्या देशासाठी एकच प्रमाण वेळ मानली जाते; अधिक पूर्व-पश्चिम विस्तार असल्यास एकापेक्षा अधिक प्रमाण वेळा वापरल्या जातात (उदा. रशिया, अमेरिका, कॅनडा).

भारतीय प्रमाण वेळ (IST)

• भारताची प्रमाण वेळ मिर्झापूर (अलाहाबाद, उत्तर प्रदेश) येथून जाणाऱ्या ८२°३०' पूर्व रेखावृत्तावरील स्थानिक वेळेनुसार ठरवली जाते.
• हे रेखावृत्त भारताच्या रेखावृत्तीय विस्ताराच्या दृष्टीने मध्यभागी येते.
• या रेखावृत्तावर सूर्य मध्यान्ह स्थितीत आला की संपूर्ण भारतात दुपारचे १२ वाजले असे मानतात.
• भारताचा रेखावृत्तीय विस्तार मर्यादित असल्याने कोणत्याही ठिकाणच्या स्थानिक वेळेत प्रमाण वेळेपेक्षा एका तासापेक्षा अधिक फरक पडत नाही.

जागतिक प्रमाण वेळ (GMT) :

• इंग्लंडमधील ग्रीनिच येथील स्थानिक वेळ (शून्य रेखावृत्त) ही जागतिक प्रमाण वेळ (GMT – Greenwich Mean Time) मानली जाते.
• इतर देशांच्या प्रमाण वेळेतील फरक ग्रीनिच वेळेच्या संदर्भाने सांगितला जातो.
• भारताची प्रमाण वेळ ग्रीनिच वेळेपेक्षा ५ तास ३० मिनिटांनी पुढे आहे (IST = GMT + 5:30).
• उदा. ग्रीनिचला संध्याकाळचे ५ वाजले असता भारतात रात्रीचे १०.३० वाजलेले असतात.

 जंतर-मंतर : खगोलशास्त्रीय वेधशाळा :

जयपूरचे महाराजा सवाई जयसिंह (द्वितीय) हे खगोलशास्त्रज्ञ, गणितज्ञ व वास्तुविशारद होते. त्यांनी अठराव्या शतकात उज्जैन, वाराणसी, जयपूर, दिल्ली व मथुरा येथे जंतर-मंतर (खगोलीय वेधशाळा) बांधले.

• मथुरा येथील जंतर-मंतर सध्या अस्तित्वात नाही; उर्वरित चार ठिकाणची वेधशाळा आजही पाहता येते.
• जंतर-मंतरमध्ये सावलीद्वारे सेकंदापर्यंत अचूक वेळ मिळते.
• ही केवळ सावली-घड्याळे नसून खगोलशास्त्रीय वेधशाळा आहेत; खगोलांच्या निरीक्षणासाठी उपयुक्त.
• आधुनिक उपकरणांमुळे आता ही यंत्रे प्रामुख्याने 'सांस्कृतिक वारसा' म्हणून महत्त्वाची आहेत.

अचूक वेळ मोजणारी आधुनिक साधने :

• अमेरिकेच्या NIST संस्थेने अत्यंत अचूक घड्याळ विकसित केले — २० कोटी वर्षांतून फक्त १ सेकंदाची दुरुस्ती आवश्यक.
• भारतात National Physical Laboratory (नवी दिल्ली) ही संस्था वेळेच्या अचूकतेची सेवा पुरवते — अचूकता सेकंदाच्या १ लाखांश भागापर्यंत.
• अंतराळ संशोधन व कृत्रिम उपग्रह प्रक्षेपणासाठी अशा अचूक घड्याळांचा वापर होतो.