Измерването на времето е една съществена потребност в практическия живот на хората и в науката. Точността на това измерване се е повишавала с икономическия и културния напредък.
В основата на измерването трябва да стои такова периодично явление, което се повтаря само и непрекъснато (без интервал между отделните цикли). Астрономическите познания още в древността показали, че най-подходящи за целта са двете периодични явления на Земята - около оста ѝ и около Слънцето. Така се оформят и основните мерни единици за време - от въртенето на Земята около оста ѝ - денонощие, и от движението на Земята около Слънцето - година.
В зависимост от това спрямо кое космическо тяло отчитаме въртенето на Земята около оста говорим за звездно или за слънчево денонощие, за звездно или слънчево време.
Звездно денонощие
Интервалът от време между две последователни едноименни кулминации на една звезда или друга точка от небесната сфера се нарича звездно денонощие. За начало на звездното денонощие на даден меридиан се приема горната кулминация на пролетната равноденствена точка. Звездното денонощие е постоянно по продължителност и следователно лесно могат да се направят механични и други уреди - часовници, в които се използва някакъв механичен или друг процес и с които точно да се измерва звездното време. Обаче звездното денонощие не съвпада с редуването на деня и нощта и не е удобно за гражданския живо.
Слънчево време
То е основано на въртенето на Земята около Слънцето. За практическия живот то е по-удобно, защото съвпада с редуването на деня и нощта.
Истинско слънчево денонощие е интервалът време между две последователни едноименни (горни или долни) кулминации на центъра на Слънцето. За начало на истинското слънчево денонощие се приема моментът на долната кулминация на центъра на Слънцето. Поради неравномерност в действителното движение на Земята около Слънцето и поради това че Слънцето се движи по еклиптиката, а не по небесния екватор, това денонощие не е постоянно по продължителност. Ето защо то не е удобно, както и звездното за ежедневния живот.
Средното слънчево денонощие (или просто средно денонощие) се въвежда, за да се получат денонощия с постоянна продължителност, свързани със Слънцето. По големина то представлява средната продължителност на истинското слънчево денонощие. Началото на средното денонощие приблизително съвпада с момента на долната кулминация на центъра на Слънцето.
Местно време
Времето, измерено по даден географски меридиан, се нарича местно време на този меридиан. За всички хора, които се намират на един и същ земен меридиан, денонощието започва и завършва в един и същ момент. Но за хората на други географски меридиани денонощието започва или завършва по-рано или по-късно.
Поясно време
Използването на местното време би породило много затруднения, особено в транспорта и съобщенията. например ако пътуваме от София за Бургас и навсякъде си служим със съответното местно време, би трябвало на всяка гара да преместваме стрелките на часовника си напред, за да го сферяваме с часовниците на съответните гари. При пътуване в обратна посока ще трябва да връщаме стрелките назад. При пътуване по даден меридиан обаче (например София - Петрич) не ще бъде нужно да преместваме стрелките на часовника. За да се избегне това неудобство, през 1884 г.бе предложена и приета поясна система, която се състои в следното. Земята се разделя на 24 еднакво широки пояси (резени), наречени часови пояси, които лежат между два географски меридиана. Всеки часов пояс обхваща 15 градуса. Разликата във времето на всеки пояс от това на съседните пояси е +- 1 час. Местното средно слънчево време на географския меридиан, преминаващ през средата на пояса се въвежда като задължително, официално поясно време за цялата територия, лежаща в този пояс. За начален нулев пояс се приема този, чийто среден меридиан преминава през астрономическата обсерватория Гринуич (близо до Лондон). Времето в този пояс се нарича гринуичко западноевропейско време. Това е времето например в Англия, Испания, Мароко и други. Следващият часов пояс на изток има време с час напред - средноевропейско време. Това е официалното време в Швеция, Италия, Сърбия и други. Официалното време в България е времето във втория часов пояс на изток от Гринуич, наречено източноевропейско време. То е с два часа напред от гринуичкото време. Румъния, Гърция, Египет и други също си служат с източноевропейското време.
При тази система се получава известна разлика между действителното местно време и поясното време, която е по-голяма за двата края на пояса (+- 30 минути), но това не е съществено за гражданския живот. Например когато в София часовниците показват 12 часа (поясно време), в действително местното време на София е 11:33:23,3 . Това се дължи на факта, че централният меридиан на нашия часов пояс се намира близо до град Одеса. София е близо до западния край на този пояс.
В същия пояс се намира и Москва. Но тъй като Русия е в режим на декретно време, нашето официално време се отличава от московското с един час.
Малки по площ страни като България са включени изцяло в един часов пояс. Големите страни като Русия, Китай, Канада обхващат повече часови пояси. Например Русия обхваща 11 пояса. Часовите пояси се определят с линии, които са строго успоредни само в моретата, океаните и ненаселените места на сушата. На останалите места не са на географските меридиани, а се отклоняват в една или друга страна в зависимост от административните особености, географските условия и държавните граници. Например меридианът, който ограничава отдясно московския пояс, преминава през средата на Москва. За да се избегне наличието на различно време в двете части на града, при Москва този пояс се отмества малко на изток.
Линия на смяната на датата
Помеждународно споразумение антиподът на гринуичкия меридиан, отстоящ на 180 градуса от него, който преминава през Беринговия пролив източно от Япония, се нарича линия на смяна на датата. Когато в Гринуич започва нов ден - часовниците показват например 0 часа на 5.1., в първия пояс на изток часовниците вече показват един часа след полунощ, във втория пояс - 2 часа след полунощ на 5.1. и т.н. до антипода, където часовниците ще показват 12 часа по пладне на 5.1. Следователно на антипода на гринуичкия меридиан пладне настъпило 12 часа по-рано от Гринуич. В часовите пояси на запад от Гринуич часовниците в същия момент ще показват съответни 23:00, 22:00, 21:00, и т.н., но все още на 4.1. Достигайки на антипода в тази посока, виждаме, че там часовниците ще показват 12:00, но на 4.1., тоест там времето е с 12 часа назад от Гринуич. Следователно от двете страни на меридиана - антипод на гринуичкия - часовниците показват едно и също време, но от двете съседни денонощия. Следователно от двете страни на меридиана ще имаме различни съседни дати. Затова при преминаване през антипода на Гринуичкия меридиан от запад на изток на следващия ден трябва да се повтори същата дата. Например при преминаване не 5.1. следващият ден е пак 5.1. При преминаване от изток на запад трябва да се прескочи един ден - следващият ден трябва да се брои за 7.1.
С това положение не се е съобразила експедицията на Магелан при обиколката на Земята. При завръщането си в Испания участниците в експедицията открили един ден разлика между датата, записана в корабните дневници, и датата, която имали жителите на град Севиля. Според корабните дневници, които били водени най-редовно, датата била 6.11, а в Севиля хората броели 7.11. Експедицията е направила околосветско пътешествие , като е преминала през антипода на Гринуич от изток на запад и трябвало да прескочи един ден.
Така фактически се приема, че на всеки нов ден "се ражда" и всяка нова година настъпва на меридиана, отстоящ на 180 градуса от гринуичкия меридиан.
Календар
Система за измерване на продължителни интервали от време наричаме календар. Той е едно от най-старите постижения на астрономията. В основата на календара се използват астрономични явления, свързани с движението на космически тела. В зависимост от това, кое тяло се използва, календарите биват лунни, слънчеви и лунно-слънчеви. Съвременният календар, използван в повечето страни, е слънчев. Нарича се още григориански или нов стил. Основната единица време в този календар е тропичната година. Така сенарича средният интервал от време между две последователни преминавания на Слънцето (при неговото видимо годишно движение по небесната сфера) през пролетната раноденствена точка. Тропичната година има 365 гедонощия, 5 часа, 48 минути и 45.98 секунди. Тя представлява средната продължителност на интервала от време, за който Земята извършва една пълна обиколка около Слънцето.
Основните изисквания при съставяне на слънчевия календар се състоят в това, че календарната година трябва да съдържа цяло число денонощия и средната продължителност на календарната година трябва да бъде близка до продължителността на тропичната. Основното затруднение при съставянето на слънчевия календар се състои в това, че една тропична година не съдържа цяло число денонощия. В григорианския календар (новия стил), изискванията са осъществени по следния начин. Всеки три последователни години имат по 365 денонощия, а четвъртата - 366 денонощия - високосна. При това положение обаче средната продължителност на календарната година е с около 11 минути по-дълга от тропичната. За да се премахне това изоставане намалява се броят на високосните години, по-точно от всеки четири столетни години, които по начало са приети за високосни, три се смятат за прости, а само една се брои като високосна. По този начин средната продължителност на годината при сегашния календар е само 26 секунди по-дълга от тропичната. Разлика от едно денонощие се получава за 3300 години.
В България григорианският календар (нов стил) е въведен през 1916 година, когато разликата между юлианския календар (стар стил) и съответните астрономически дни е 13 денонощия. В тази година датата 31 март беше последвана не от 1 април, а от 14 април.
Всички досегашни календар, освен че не съвпадат точно с тропичната година, но имат още една особеност - еднакви дати в различни години не са в един и същ ден, месеците започват с различни дни и имат различна продължителност (от 28 до 31 денонощия). Това създава известни неудобства в днешния живот, който се характеризира със строг ред и плановост.
Има различни проекти за усъвършенстване на сегашния календар. Някои от тях бяха обсъждани в ООН. Според един от проектите всяка година ще има по 364 наименовани дни (понеделник, вторник...) и по един безимен. Годината се разделя на равни четвъртини по 91 денонощия. Запазва се делението на 12 месеца, но само 4 от тях ще имат по 31 денонощия, а останалите - по 30 (включително и февруари). По 31 денонощия ще имат първите месеци на всяка четвърт от годината - януари, април, юли и октомври. 365-ят ден ще се поставя в края на обикновената година, без име, като неработен, предновогодишен ден. При високосните години, 366-ят ден ще се поставя в края на първото полугодие след 30 юни и също няма да има седмично име. Много страни не се съгласиха с този проект по различни причини (например Пакистан и Италия - по чисто религиозни причини) и той не се прие. Но реформата на календара продължава да стои на дневен ред в ООН.
В древността различните народи имали различни календари. Римският календар бил много объркан и несъвършпен. Първи опит за въвеждане на известен ред в летоброенето се прави през 46 г. преди новата ера от египетския астроном Созиген по нареждане на Юлий Цезар. Така въникв юлианския календар - стар стил. Приема се една юлианска година да продължава 365 1/4 средни слънчеви денонощия, разпределени в 12 месеца. За да съдържа календарната година всякога цяло число денонощия, било прието в 4 последователни години 3 да са прости по 365 денонощия, а четвъртата - високосна (366 денонощия). 366-то денонощие (набрано от 4 последователни години по 6 часа) се прибавя в края на месец февруари като 29-то. За високосни се определят годините, чието число се дели на 4 без остатък. По този календар се извършвало летоброенто до 16 век.
Но юлианската година е по-продължителна от действителната тропична година с около 11 минути и 14,02 секунди. Следователно летоброенето по юлианския календар изостава от равномерния ход на времето - Земята вече е направила една обиколка около Слънцето, а ние все още броим старата година. Това изоставане е 3 денонощия за 400 години. Така пролетното равноденствие през 1582 г. настъпило не на 21 март, а на 11 март, тоест 10 денонощия по-рано. Ако продължеше броенето по юлианския календар, датите щяха да се преместват все по-назад и трябваше да се жъне през януари и да се карат ски през юли. Наложителна била нова реформа, която не само да премахне изоставането, но и да отстрани причините за него.
По нареждане на папа Григорий астрономите Лилио и Клавий извършват нова реформа. За да се "догони" времето, те решили след датата 4 октомври 1582 г. да се смята не 5, а 15 октомври. За да не се натрупва отново такава разлика след 400 години, определили три от тези столетни години (които по стария стил са високосни) да бъдат прости. Само една от столетните години да бъде високосна - годината, на която пъррвите две цифри се делят на 4 без остатък. По такъв начин 1600-та година и по двата календар е била високосна и през 17 век разликата между стария и новия стил останала 10 денонощия. 1700-та година по новия стил е била проста, а по стария - високосна и затова разликата е станала 11 денонощия. След 1800-та година разликата е станала 12 денонощия, а след 1900-та година - 13 денонощия. Понеже 2 000-та година беше високосна и за двата календара, разликата от 13 денонощия ще остане чак до 2100-та година.