Zjawiska astronomiczne podstawą pomiaru czasu
Podstawę koncepcji pomiaru czasu stanowią zjawiska astronomiczne związane z ruchem Ziemi. Ruch obiegowy wokół Słońca skutkuje następstwem pór roku i definiuje kalendarz, a jej ruch wirowy wokół własnej osi, określa tempo upływu czasu w ciągu dnia.
Równanie czasu
Obowiązujący czas urzędowy oparty jest na definicji tzw. średniego czasu słonecznego, który odpowiada teoretycznie ruchowi tzw. słońca średniego, które porusza się ruchem jednostajnym wzdłuż równika niebieskiego. Natomiast zegar słoneczny, śledząc dobowy ruch Słońca, odmierza tzw. prawdziwy czas słoneczny, wynikający z aktualnej pozycji Słońca na niebie, czyli jego kąta godzinnego powiększonego o godzin. Czas ten płynie nierównomiernie z dwóch powodów. Po pierwsze, orbita Ziemi jest eliptyczna co sprawia, że pozorny roczny ruch Słońca po ekliptyce w ciągu roku nie jest jednostajny. Co więcej, ekliptyka jest nachylona względem równika niebieskiego pod kątem . Wskutek tego, punkt odpowiadający rzutowi Słońca na płaszczyznę równika niebieskiego, definiujący średni czas słoneczny, porusza się ruchem niejednostajnym. Obydwa te efekty odzwierciedla tzw. równanie czasu. Słowo „równanie” użyte jest tu w znaczeniu archaicznym i oznacza zmieniającą się w ciągu roku odchyłkę wskazań zegara od średniego czasu słonecznego.
