2009 год объявлен ООН Международным годом астрономии

Тропический год

(также известный как
солнечный год
) в общем смысле — это отрезок времени, за который Солнце завершает один цикл смены времён года, как это видно с Земли, например, время от одного весеннего равноденствия до следующего, или от одного дня летнего солнцестояния до другого. Со времён античности астрономы постепенно совершенствовали определение тропического года и в настоящее время определяют его как время, необходимое для того, чтобы средняя тропическая долгота Солнца (продольная позиция вдоль эклиптики относительно положения на весеннее равноденствие) увеличилась на 360 градусов (то есть, чтобы завершился один полный сезонный цикл)[1].

Продолжительность тропического года

По определению, тропический год — это время, необходимое для того, чтобы Солнце, начав своё движение от выбранной эклиптической долготы, завершило один полный цикл времён года и возвратилось к той же самой эклиптической долготе. Прежде чем рассматривать пример, следует уточнить понятие равноденствия. При выполнении расчётов в солнечной системе используются две важные плоскости: плоскость эклиптики (орбиты Земли вокруг Солнца), и плоскость небесного экватора (проекции экватора Земли в пространстве). Эти плоскости имеют линию пересечения. Направление

вдоль этой линии пересечения от Земли в сторону созвездия Рыб — это мартовское равноденствие, которое обозначается символом ♈ (символ похож на бараньи рога и является символом созвездия Овна, где находилась точка равноденствия в далеком прошлом). Противоположное
направление
вдоль линии в сторону созвездия Девы является сентябрьским равноденствием и обозначается символом ♎ (опять же, символ относится к созвездию Весы, в котором точка равноденствия была в древности). Из-за прецессии и нутации земной оси эти направления изменяются по сравнению с направлением на далекие звёзды и галактики, направления на которые не имеют заметного сдвига из-за большого расстояния до этих объектов (см. Международная небесная система отсчета).

Эклиптическая долгота Солнца — это угол между ♈ и Солнцем, измеренный в восточном направлении вдоль эклиптики. Его измерение сопряжено с определёнными трудностями, поскольку Солнце движется, и направление, относительно которого измеряется угол, тоже движется. Для такого измерения удобно иметь фиксированное (по отношению к далеким звёздам) направление. В качестве такого направления выбрано направление ♈ в полдень 1 января 2000, оно обозначается символом ♈0.

С использованием такого определения, было зафиксировано весеннее равноденствие 20 марта 2009 года в 11:44:43,6. Следующее равноденствие было 20 марта 2010 года в 17:33:18,1, что даёт продолжительность тропического года в 365 дней 5 часов 48 минут 34,5 секунд. Солнце и ♈ движутся в противоположных направлениях. Когда Солнце и ♈ встретились в марте 2010 в точке равноденствия, Солнце прошло в восточном направлении угол 359° 59′ 09″, а ♈ сдвинулось в западном направлении на 51″, что в сумме составляет 360° (всё по отношению к ♈0).

Если в качестве точки отсчёта выбрать другую эклиптическую долготу Солнца, продолжительность тропического года будет уже отличаться. Это связано с тем, что, хотя изменение ♈ происходит с почти постоянной скоростью[2], но существуют значительные вариации угловой скорости движения Солнца. Таким образом, те 50 угловых секунд, или около того, которые Солнце не проходит по эклиптике за полный тропический год, «сохраняют» различное количество времени в зависимости от положения на орбите.

Средняя продолжительность тропического года по весеннему равноденствию

Как уже упоминалось выше, продолжительность тропического года зависит от выбора точки отсчёта. Астрономы не сразу пришли к единой методике, но чаще всего выбирали в качестве точки отсчёта одно из равноденствий, потому что погрешность в эти периоды оказывается минимальной. При сравнении измерений тропического года за несколько последовательных лет обнаружены различия, связанные с нутацией и планетарными возмущениями, действующими на Солнце. Меёс и Савой в работе[1] приводят следующие примеры интервалов между весенними равноденствиями:

ДниЧасыМин.Сек.
1985—198636554858
1986—198736554915
1987—198836554638
1988—198936554942
1989—199036555106

До начала XIX века продолжительность тропического года определялась путём сравнения дат равноденствия за большой промежуток времени. Этот подход позволил вычислить среднюю продолжительность тропического года[1].

Сравнение значений средних интервалов времени между равноденствиями и солнцестояниями за астрономический 0 год (1 год до н. э. по традиционному счету) и 2000 год представлено[1] в таблице:

Год 0Год 2000
Между двумя мартовскими равноденствиями365,242137 дней365,242374 дней
Между двумя июньскими солнцестояниями365,241726 дней365,241626 дней
Между двумя сентябрьскими равноденствиями365,242496 дней365,242018 дней
Между двумя декабрьскими солнцестояниями365,242883 дней365,242740 дней

Текущее значение средней продолжительности тропического года

Средняя продолжительность тропического года с 1 января 2000 года составляет 365,2421897 дней или 365 дней 5 часов 48 минут 45,19 секунды. Эта величина меняется довольно медленно. Выражение, подходящее для вычисления продолжительности тропического года в далёком прошлом:

365,242 189 669 8 − 6,153 59 ⋅ 10 − 6 ⋅ T − 7 , 29 ⋅ 10 − 10 ⋅ T 2 + 2.64 ⋅ 10 − 10 ⋅ T 3 {\displaystyle 365{,}242\ 189\ 669\ 8-6{,}153\ 59\cdot 10^{-6}\cdot T-7{,}29\cdot 10^{-10}\cdot T^{2}+2.64\cdot 10^{-10}\cdot T^{3}}

где Т

— время в юлианских столетиях (1 юлианское столетие равно в точности 36 525 дней), отсчитываемое от полудня 1 января 2000 года[3][4]

Вариации продолжительности тропического года

При невозмущенном (кеплеровском) движении Земли продолжительность тропического года была бы величиной постоянной во времени. Однако реальное орбитальное движение Земли является возмущенным[5]. Следствием возмущенного движения Земли являются межгодовые вариации продолжительности тропического года. Как показывают исследования[6], эти вариации являются периодическими, так как связаны с периодическими возмущениями орбитального движения Земли ближайшими небесными телами. Основным периодом в вариациях является трёхлетний цикл со средней амплитудой 0,006659 суток (9 минут 35 секунд). Этот цикл, как правило, через каждые 8 или 11 лет чередуется с двухлетним циклом, средняя амплитуда которого составляет 0,004676 суток (6 минут 44 секунды). двух- и трёхлетняя периодичность объясняется соизмеримостью в орбитальном движении Земли и ближайших планет — Марса (орбитальный резонанс 2:1) и Венеры (3:5). В своем чередовании двух- и трёхлетние циклы образуют серии продолжительностью в 8 (2+3+3) и 11 (2+3+3+3) лет, которые соответствуют фазам 19-летнего нутационного цикла[7].

Астрономические времена года

Астрономические времена года отсчитываются от точек солнцестояния (лето, зима) и точек равноденствия (весна, осень). Летнее солнцестояние происходит в тот момент, когда наклон оси вращения Земли в направлении от Солнца принимает наименьшее значение. В зависимости от сдвига календаря, в Северном полушарии, летнее солнцестояние происходит 20 или 21 июня. Зимнее солнцестояние происходит в тот момент, когда наклон оси вращения Земли в направлении от Солнца принимает наибольшее значение. В зависимости от сдвига календаря, в Северном полушарии, зимнее солнцестояние происходит 21 или 22 декабря. Весеннее равноденствие в северном полушарии происходит 20 марта (в предвисокосные годы 20 или 21 марта), когда Солнце переходит из южного полушария в северное, а осеннее равноденствие происходит 22 или 23 сентября, когда Солнце переходит из северного полушария в южное.

Равноденствие – астрономическое явление, представляющее собой момент, когда центр Солнца в своём видимом движении по эклиптике пересекает небесный экватор.

§ Дополнительную информацию о дне осеннего равноденствия читайте на зелёной страничке «Времена года: Осень»

Календарный год

Григорианский календарь, который используется для гражданских целей, является международным стандартом. Это солнечный календарь (он изобретён для поддержания синхронности с тропическим годом). Он имеет периодичность в 400 лет (146 097 дней). В каждом периоде полностью повторяются месяцы, даты и дни недели. Средняя продолжительность календарного года: 146 097 / 400 = 365,2425 дней, что даёт хорошее приближение к тропическому году.

Григорианский календарь представляет собой улучшенный вариант юлианского календаря. Ко времени проведения реформы в 1582 году дата весеннего равноденствия сместилась примерно на 10 дней, с 21 марта — в период Первого Никейского собора в 325 году — на 11 марта. Истинная мотивация реформ заключалась, в первую очередь, не в вопросе возвращения сельскохозяйственных циклов туда, где они когда-то были в сезонном цикле, главной заботой христиан было правильное соблюдение Пасхи. Правила, используемые для вычисления даты Пасхи, использовали обычную дату весеннего равноденствия (21 марта), и было сочтено важным, чтобы сохранить 21 марта недалеко от фактического равноденствия[8]. Также был предложен и используется большинством автокефальных православных церквей новоюлианский календарь (ошибка в одни сутки за 43 500 лет).

Если общество в будущем будет по-прежнему придавать важное значение синхронизации между гражданским календарём и сезонами, в конечном итоге потребуется новая реформа календаря. Если тропический год будет иметь значение 1900 года в 365,242199 дней, то григорианский календарь за 10 000 лет отстанет от него приблизительно на 3 дня 17 мин. 33 сек. Увеличивая эту ошибку, продолжительность тропического года (измеренная в земном времени) уменьшается со скоростью примерно 0,53 с за 100 тропических лет. Кроме того, средние солнечные сутки увеличиваются на 1,5 мс за 100 тропических лет. Эти эффекты вызовут сдвиг календаря на 1 день за 3200 лет. Предлагаемые различные варианты дальнейшего совершенствования календаря пока не представляются актуальными[9]. Кроме того, поскольку григорианская реформа имела целью синхронизацию календаря не с сезонами, а с весенним равноденствием, то и точность календаря следует оценивать не по продолжительности среднего тропического года, а по продолжительности года весеннего равноденствия. И, как следует из таблицы, приведённой выше, с этой задачей григорианский календарь справляется в наше время настолько хорошо, что ошибка в один день набежит не ранее чем через 10 000 лет[10][11].

Кто и когда начал считать года до и после Рождества Христова?

Нужно начать с того, что первобытные люди представляли время хаотически , т.е. наборами несвязанных отрезков времени, границами которых служили природные события (грозы/ураганы и др.) . В Древнем мире в качестве эры выступали границы правления царей (Египет), либо счет велся по ЭПОНИМАМ (Греция, Рим,Ассирия) — это должностное лицо, по которому ведется счет лет. (Например: «в год, когда архонтом был такой-то..»). Архонты- в Греции, Консулы — в Риме, Лимму- в Ассирии. В античном мире время представлялось циклически — спиралью. Привычная нам линейная эра(универсальная) появилась с развитием христианства (чтобы все христианские общины отмечали праздники в одно и то же время). В 525г. н.э. появилась эра от Рождества Христова. Ее предложил монах Дионисий Малый. До этого Пасха рассчитывалась на основании эры мучеников (то есть эры Диоклетиана (жестокого гонителя христиан), даты когда он начал править 16 августа 284 года). Однако Дионисий совершил ошибку в расчетах — Иисус Христос родился на 5-6 лет позже, той даты, что рассчитал Дионисий. С 10 века Ватикан перешел на летоисчисление от РХ.

Вообще, главный хронологический вопрос человечества — как соотнести единицы счета времени, выраженные целым числом. Существует несколько основных единиц счета времени: 1. солнечные сутки (24 часа) 2. синодальный месяц (примерно 29 суток 12 часов 44 минуты 3 секунды — от новолуния до новолуния) 3. тропический год (365 суток 5 часов 48 минут 46 секунд) период от дня летнего солнцестояния до следующего такого же дня. На основе этих единиц счета времени люди стали делить время на отрезки — появились календари — солнечные (древнеегипетский) и лунные (Древний Вавилон, Древняя Греция). Считается, что первые такие календари появились на рубеже 4-3 тыс.до н.э.

Семицикличный календарь — это пережиток Древневавилонского календаря, считавшегося священным. В нем каждый день находился под покровительством бога или богини, который в свою очередь связывался с определенными небесными телами. Такой способ перекочевал в Европу, и в 325 году семидневная неделя была объявлена всем христианским общинам.

24 часа в сутках пришли к нам так же из вавилонского календаря, в котором день делился на 12 частей по знакам зодиака (ночь не делили) , такое деление пришло в Древний Египет, где ночь разделили, тем самым удвоив зодиак.

В Древнем Риме календарь появился в 7 веке до н.э. Первоначально насчитывал 10 лунных месяцев = 304 дня. Нума Помпилий провел календарную реформу добавив 2 лунных месяца = 355 суток. в 5 веке до н.э. была проведена вторая календарная реформа, через год стали добавлять тринадцатый месяц МАРЦЕДОНИЙ, который вставляли между 22 и 23 февраля, он равнялся 20 дням. Таким образом примерно получалось 365 дней. Однако каждые 4 года календарное и астрологическое новогодие расходилось на день. Продолжительность марцедония определялась жрецами в Древнем Риме. Новогодие приходилось на 1 марта. Месяца назывались : мартос (от Марса) , апрелис (от имени богини Апры — одно из имен богини Афродиты), майнос (Майа богиня красоты) юниус (Юнона — богиня плодородия) квинтилис (пятый) секстелес (6) септембриус(7) октобриус(8) новембриус(9) юноариус (Янос — бог тайн) фебруариус (Фебруарий — бог мертвых, несчастливый месяц, т.к. четное число дней — 28). Не было понятия недели. Считали по КАЛЕНДАМ — первому дню месяца.

Юлий Цезарь все это пресек и в его царствие был создан новый календарь ЮЛИАНСКИЙ — 46 год н.э.: новогодие перенесено на 1 января (когда происходило распределение должностей полномочий), отменил марцедоний, в это место раз в 4 года стали вставлять 1 день БИСЕКСТУС(дважды шестой) = високосный. Ср. продолжительность года стала равняться 365 дней 6 часов. Квинтилис переименовали в Юлиус (январь). В 365 году юлианский календарь стал обязательным для всех христиан. Но он на 11 минут был больше года тропического, за 128 лет набежали сутки, а к 16 веку набежало 10 суток.

в 1582 году — Григорий XIII Римский Папа созвал комиссию (календарь — это прерогатива церкви, т.к. время — это место бога), было решено 5 октября 1582 года считать 15 октября.

Григорианский календарь ближе к году тропическому( разница в несколько секунд), одни сутки в таком календаре накапливаются раз в 3200 лет.

Если говорить об истории хронологии в России, то о славянском календаре мало что известно. Первоначально счет времени проводился сезонно, т.е. одновременно с с/х работами, границы не совпадали ( например, весна с 23.03 по 22.06). Изменения пришли с появление христианства. С конца 10 века существовало два новогодия — мартовское и сентябрьское. Не буду вдаваться в подробности этого, скажу только что на всей Руси не было четкой хронологии.В 1492 году был отменен мартовский календарь. Это связано с тем, что от сотворения мира (5508 год) 1492 год считался 7000 годом, по идее конец света должен был быть, эта идея настолько овладела христианами, что они даже не рассчитали календарь — пасхалии (года по Пасхе) после этого года. В петровское время обнаружилось, что календарь не совпадает с западным. 19 декабря 7208 (1699г) года от сотворения мира Петр издал указ о переходе на эру от РХ.

В конце 18 века все европейские страны приняли григорианский календарь, в России был все еще юлианский. В течение всего 19 века происходило много споров — переходить ли России на григорианский календарь, и 24 января 1918 года был принят Декрет о переходе России на григорианский календарь, после 31 января 1918 года считать не 1 февраля а 14 февраля. Собственно то, что мы сейчас имеем.

Если вы дочитали этот длиннопост — знайте, вы стали на немного умнее и терпеливее :)

Примечания

  1. 1234
    Meeus, J., Savoie, D. The history of the tropical year
    Journal of the British Astronomical Association
    , 102(1), 40—42. (англ.)
  2. Seidelmann, P. K. (Ed.). (1992). Explanatory supplement to the Astronomical almanac
    . Sausalito, CA: University Science Books. ISBN 0-935702-68-7 (англ.)
  3. McCarthy D. & Seidelmann, P. K.
    Time from Earth rotation to atomic physics (англ.). — Weinhein: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA., 2009. — P. 351. — ISBN 9783527407804.
  4. Secular terms of the classical planetary theories using the results of general theory. Astronomy and Astrophysics
    , 157, 59—70. ISSN 0004-6361 (англ.)
  5. Дубошин Г. Н. Небесная механика. Основные задачи и методы. — М.: Наука, 1975. — 800 с.
  6. Фёдоров В. М.
    Межгодовые вариации продолжительности тропического года // Доклады Российской Академии наук, 2013. – т. 451. — № 1, — с. 95–97.
    (неопр.)
    (2013).
  7. Фёдоров В. М.
    Широтная изменчивость приходящей солнечной радиации в различных временных циклах // Доклады РАН, 2020, т. 460, № 3, с. 339–342.
    (неопр.)
    (2015).
  8. The Western calendar — «Intolerabilis, horribilis, et derisibilis»; four centuries of discontent. In G. V. Coyne, M. A. Hoskin, & O. Pedersen (Eds.). Gregorian reform of the calendar
    . Vatican Observatory.
  9. Blackburn, B. & Holford-Strevens (2003, corrected reprint of 1999). The Oxford companion to the year
    . Oxford University Press.
  10. S. Cassidy, Error in statement of tropical year, 1996
  11. М. Л. Городецкий, К вопросу о точности григорианского календаря и лунного цикла // Историко-астрономические исследования, Вып. XXXV. —М.: Физматлит, 2010, C. 289—293.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: