La misura del tempo in astronomia

Uno dei concetti più difficili da definire in fisica è sicuramente quello del tempo. Scriveva Aristotele:

Il tempo è una misura del moto in base a un prima e un poi

In questa definizione si intuisce un legame importante che da sempre ha legato il tempo con la sua misura: il tempo, cioè, è legato al movimento. Non è in questo senso casuale usare delle lancette in movimento, quelle dell'orologio, per segnare il suo scorrere.
Altre definizioni che d'altra parte ne identificano la natura sfuggente sono di Sant'Agostino

Che cos'è dunque il tempo? Se nessuno me lo chiede, lo so; se voglio spiegarlo a chi me lo chiede, non lo so più.

e del grande fisico Richard Feynman

Il tempo è ciò che accade quando non accade nient'altro.

Il tempo, però, va in qualche modo misurato e quindi definito come un po' tutte le unità di misura. Per definire in generale una qualsiasi unità di misura, e quindi anche il tempo, è necessario avere un campione che sia il più generale e immutabile possibile. Ad esempio nell'ultima conferenza dedicata a tale questione (gennaio 2011 - vedi Nature), l'obiettivo era quello di definire le unità di misura sulle costanti fondamentali della fisica. Nel caso del tempo, ad esempio, si utilizza un processo legato all'atomo del cesio (si usa come base il tempo impiegato da un elettrone per compiere una transizione, ovvero saltare, tra due livelli dello stato di minima energia dell'atomo).
Per gli scopi astronomici e più in generale quelli civili, però, non è necessario avere una misura così accurata: basta che sia sostanzialmente immutabile o che sia comunque legata a fenomeni che non cambiano su periodi di tempo molto lunghi. Si possono, allora, prendere come base alcuni fenomeni periodici come la rotazione terrestre, la rivoluzione della Terra intorno al Sole, le fasi lunari. Volendo si potrebbero usare le oscillazione del pendolo, che però sono legate alla sua lunghezza e quindi a un'altra unità di misura.
Cerchiamo, però, ora di dettagliare i vari tipi di tempo che si utilizzano generalmente in astronomia:

Tempo Siderale

Partiamo dalla definizione:

si definisce tempo siderale l'angolo orario del punto γ

dove per angolo orario si intende l'angolo compreso fra il meridiano celeste o superiore del luogo e il meridiano corrispondente alla stella di cui si sta misurando l'angolo orario. Si misura in ore e frazioni di ore.
Il punto γ, o punto vernale, o equinoziale è il punto occupato dal Sole all'equinozio di primavera.

In questo modo di definire il tempo sembra esserci un problema, la precessione degli equinozi, che porta a uno spostamento del punto γ. Ciò che garantisce la bontà della definizione è la velocità del punto γ, costante rispetto alle altre stelle.
A questo punto, della α l'ascensione retta, si ha \[H = TS - \alpha; \; TS = H + \alpha\] In particolare, con angolo orario nullo, il tempo siderale coincide con l'ascensione retta.