La mesure du temps et la datation
B) Définitions du jour
Pour définir le jour, nous allons partir sur un petit exemple, imaginons que l'on se base sur une une direction fixe dans l'espace, il vous faudra exactement 23 heures 56 minutes et 4 secondes, pour vous retrouver dans la même direction après un tour complet de la Terre autour de son axe. Cependant vous aurez beaucoup plus l'impression que la terre a accomplie un tour si c'est le Soleil qui revient à la même position. Et bien c'est justement ce retour du à sa position initial qui définit le jour qui dure en moyenne 24 heures. Cependant, le jour n'est pas une simple unité de temps pour compter des durées, mais plutôt un intervalle de temps encadré par des périodes de « jour » et de « nuit ». Donc, pour donner une définition exact du jour, l'on peut dire que c'est la durée qui sépare deux passages consécutifs du Soleil à son point culminant, c'est-à-dire au "méridien" du lieu.
Cependant, une contrainte rentre en jeu. L'orbite réelle de la Terre autour du soleil n'est pas un cercle mais une ellipse (Loi de Kepler). La vitesse du Soleil sur la sphère céleste va donc varier selon sa position sur sa trajectoire. La sphère céleste est une sphère imaginaire de rayon arbitraire. Les lois de Kepler décrivent les propriétés principales du mouvement des planètes autour du Soleil. Le Soleil passera donc au méridien soit en avance quand il va plus vite, soit en retard quand il ralentit. La solution qui à donc été trouvé, pour que nos jours aient la même durée et que nos heures soient régulières (et que midi n'arrive pas un peu en avance ou un peu en retard), est de construire une position moyenne théorique du Soleil sur l'année et donc le Soleil moyen et le Soleil vrai. Se qui nous donnera par la suite :
le Temps vrai et le Temps moyen.
C'est cette différence entre le Soleil moyen et le Soleil vrai qui nous fait dire en janvier : "Les jours rallongent plus le soir que le matin". La définition officielle de cette échelle de temps était : "l'heure légale en France est le temps moyen de Paris retardé de 9m 21s et augmenté de douze heures et aussi augmenté d'une heure en été et de deux heures en hiver ". Le retard de 9m 21s sert à nous mettre à l'heure du méridien international (Greenwich). L'avance de douze heures sert à faire commencer le jour à minuit (c'est plus pratique car le temps moyen fait débuter le jour à midi au moment du passage du Soleil au méridien). Enfin le décalage d'une heure ou de deux heures nous donne l'heure d'été ou l'heure d'hiver. Les fuseaux horaires sont là pour permettre un décalage similaire pour les pays situés loin du méridien international. La différence entre le Temps vrai et le Temps moyen est appelée "équation du temps". Elle atteint au maximum 16 minutes fin Octobre fin octobre. L'équation du temps est tous simplement dû à l'excentricité de l'orbite terrestre (la trajectoire de la Terre est une ellipse que l'on veut ramener à un cercle sur la sphère céleste), en fonction de la réduction à l'équateur dûe à l'obliquité de l'écliptique. En conclusion, nous pouvons dire que la Terre tourne autour de son axe dans le plan de l'équateur et autour du Soleil dans le plan de l'écliptique.
- Équation du temps en minutes pour l’année 1999 :
Nous pouvons donc à présent dire que le calendrier se fonde sur les révolutions des planètes. La révolution d’une planète est la rotation d’un corps autour de son axe central ou bien autour d’un autre corps. La période de révolution (ou période orbitale), désigne la durée mise par un astre (étoile, planète ou astéroïde) pour effectuer une orbite complète. Par exemple, la Terre a une période orbitale de 365,25 jours.
Ce temps peut être mesuré par le retour à une position initiale, ou fixe par rapport au point équinoxial (point de l'équateur où se produit l'équinoxe). Pour cela il faut donc définir l'ellipse. On dit qu’un ensemble de point du plan est une ellipse si et seulement s’il existe un repère orthonormé dans lequel une équation cartésienne est de la forme : (x²/a²)+(y²/b²) -1=0 a>0, b>0 .
