Čas je základnou fyzikálnou veličinou, ktorá je mierou následnosti udalostí. Na meranie času potrebujeme nepremennú a reprodukovateľnú mieru. Čas v astronómii je jednou z najdôležitejších veličín.
Základný periodický dej, ktorý poslúžil na odvodenie časových jednotiek je rotácia Zeme okolo vlastnej osi. Zem sa okolo osi vzhľadom na hviezdy otočí za jeden siderický deň. Podobne opakovateľný je aj hviezdny deň. Hviezdny deň je čas medzi dvoma hornými kulmináciami jarného bodu. Hviezdny deň je základnou jednotkou hviezdneho času. Podobne rozoznávame slnečný deň, čo je doba medzi dvoma dolnými kulmináciami stredného Slnka. Je jednotkou slnečného času. Pretože je rotácia Zeme nerovnomerná nesplňuje hviezdny a slnečný čas podmienku nepremennosti. Preto všetky číselné vzťahy musia brať do úvahy túto premennosť a musia obsahovať členy, ktoré ju vystihujú. Medzi základné príčiny premennosti hviezdneho a slnečného času patria:
- kolísanie pólov (nepravidelné zmeny polôh rotačnej osi Zeme)
- sezónne zmeny uhlovej rýchlosti rotácie Zeme meteorologického pôvodu
- spomaľovanie zemskej rotácie spôsobené slapmi
- fluktuácia rotačnej rýchlosti
Tieto zmeny v rotačnej rýchlosti možno zistiť pri presných astronomických časových meraniach, napr. pri zatmeniach alebo zákrytoch hviezd Mesiacom, ktoré vieme veľmi presne vypočítať. Z rozdielov medzi pozorovanými a vypočítanými okamihmi možno zistiť nepravidelnosti v rotácii Zeme. Krátkodobé zmeny v rotácii sa potvrdili pomocou kremenných hodín a dlhodobé zmeny je možné merať atómovými hodinami. Meranie času (chronometria) sa organizuje medzinárodne. Uskutočňuje sa na astronomických observatóriách pracujúcich v rámci časovej služby. Priamo z pozorovaní sa získava svetový čas (Universl Time) označovaný ako UT0. K nemu sa pripočítava oprava na odklon okamžitého pólu od stredného pólu a oprava potrebná po sezónnych variáciách. Tá sa získava extrapoláciou z predošlých pozorovaní. Opravy sa určujú z pozorovaní na observatóriách pracujúcich v rámci Medzinárodnej služby pohybu zemských pólov. Po oprave sa získa kvázirovnomerný čas, predstavujúci najlepšie možné priblíženie k rovnomernej časovej škále, ktoré sa dá získať z pozorovaní denného pohybu hviezd. Obidve opravy času sa systematicky publikujú v cirkulároch a správach vydávaných na redukciu vysielaných časových signálov. Hoci časové signály tejto opravenej časovej stupnice dávajú relatívne rovnomernú časomieru vhodnú pri všetkých praktických meraniach, na získanie absolútnej rovnomernej časovej stupnice treba prejsť na efemeridový čas. Na jeho definovanie sa použil tropický rok. Dĺžka tropického roka je tiež premenlivá. Za tisíc rokov dosahuje až 5,3 s. Preto sa za základ novej časomiery zvolila dĺžka tropického roka na začiatku 20. storočia, 31. decembra 1899 (= 0. januára 1900) o 12. h efemeridového času. Zároveň sa zmenila aj definícia sekundy. Podľa starej definície sekunda tvorila 86 400. časť stredného slnečného dňa, podľa novej je to 31 556 925,974 7. časť tropického roka na začiatku 20. storočia. Takto je zaručená reprodukovateľnosť tejto časomiery, dĺžka tropického roka sa dá presne zmerať a s dostatočnou presnosťou je známa jeho postupná zmena v porovnaní s definíciou.
Rozdieľ medzi pravým slnečným a stredným slnečným časom voláme časová rovnica. Je rovná rozdielu hodinových uhlov pravého Slnka a stredného Slnka. Hodnota časovej rovnice sa počas roka mení a je možné ju zobraziť krivkou s dvoma maximami a dvoma minimami. Pri kladnej časovej rovnici kulminuje pravé Slnko skôr ako stredné Slnko a hodiny idúce podľa stredného slnečného času zaostávajú za slnečnými hodinami. V ročnom priebehu časová rovnica dosahuje maximá 16. mája (+3,8 min) a 3. novembra (+16,4 min), minimá dosahuje 12. februára (-14,4 min) a 25. júla (-6,3min). Časová rovnica vysvetľuje nerovnaké trvanie dopoludňajších a popoludňajších hodín vo februári a novembri, meškanie západov Slnka po letnom slnovrate a pred zimným slnovratom. V súčasnosti sa používa niekoľko systémov času:
-UT0– svetový čas odvodený z astronomických pozorovaní, vzťahovaný na základný poludník
-UT1– čas UT0 opravený o pohyb zemského pólu
-UT2– čas UT1 opravený o sezónne variácie v rotácii Zeme. UT1 a UT2 nazývame aj rotačnými časmi
-ET– efemeridový čas
-AT– atómový čas, blízky ET, líšiaci sa od neho len definíciou sekundy
-UTC– svetový koordinovaný čas, zavedený 1. januára 1972 (označovaný aj GMT). Odvodzuje sa od medzinárodného atómového času IAT ako rovnomerne plynúci čas, ale podľa potreby opravovaný tak, aby sa od UT1 neodlišoval viac ako o 0,7 s
-TDT– terestrický dynamický čas, zavedený od 1. januára 1984.
V občianskej časomiere, kde sa nevyžaduje najvyššia možná presnosť zostáva základom stredný slnečný čas, ktorého jednotkou je stredný slnečný deň. Deň rozdelený na hodiny, minúty a sekundy sa začína spodnou kulmináciou stredného Slnka v meridiáne pozorovacieho miesta. Keďže na jednotlivých miestach rôznej zemepisnej dĺžky nastáva kulminácia v inom čase, počítaním času od miestneho poludníka sa dostáva miestny čas (Local Time, LT). Na jednoduchšie porovnávanie času sa zaviedol pásmový čas (Standard Time, ST), ktorý platí okolo stredného poludníka daného pásma šírky 15° v zemepisnej dĺžke. Rozdiel času medzi dvoma susednými pásmami je jedna hodina. Pásmo okolo nultého poludníka (základný poludník) má svetový čas. Prvé pásmo 15° východne od základného poludníka má stredoeurópsky čas (SEČ; platí aj v SR). Aj v občianskej časomiere sa čas určuje astronomickými pozorovaniami, napríklad horných kulminácií, prechodov časových hviezd poludníkom. Miestny hviezdny čas v okamihu kulminácie hviezdy sa rovná jej rektascenzii, keďže hodinový uhol sa rovná nule. Tak možno kontrolovať hodiny ukazujúce miestny hviezdny čas. Po zmene hviezdneho času na stredný slnečný čas a s ohľadom na rozdiel v zemepisnej dĺžke medzi stredným poludníkom pásma a pozorovacím miestom možno kontrolovať i hodiny ukazujúce pásmový čas.
Na meranie času používame hodiny. Meraním a oznamovaním presného času sa zaoberá časová služba, ktorá využíva na meranie času kremenné alebo atómové hodiny. Prvé pokusy s distribúciou času, s rozširovaním času, sa uskutočnili roku 1904 v Postupime. V súčasnosti sa oznamovanie presného času uskutočňuje pomocou časových signálov. Je to medzinárodne dohodnutý spôsob oznamovania presného času. Hlavné časové signály sa vysielajú s presnosťou na 0,25 s. Vysielajú ich napríklad rádia, rozhlas, televízia. Tento časový signál je svojou presnosťou postačujúci pre občianske účely. Nepretržitý časový signál (permanentný signál) je niekoľkohodinové až celodenné vysielanie časového signálu na krátkych i dlhých vlnách. Slúži na vedecké a technické ciele, v doprave a inde.
