Соотношение числа дней часов с тропическим годом, сравнение лунного и солнечного календаря таблица
Все врут календари
Зачем сто лет назад Россия начала отсчитывать даты по новому стилю
Ровно 100 лет назад Российская республика прожила первый день по новому стилю. Из-за перехода от юлианского календаря к более точному григорианскому, который был принят в большинстве европейских стран еще в XVII веке, 13 первых дней февраля 1918 года просто выпали из календаря, и вслед за 31 января сразу наступило 14 февраля. Это не только помогло синхронизировать национальный календарь с календарями других стран, но и привело к тому, что день Великой Октябрьской революции в Советском Союзе, несмотря на название, стали отмечать 7 ноября, день рождения Пушкина — в июне, хотя родился он, как известно, 26 мая, а в середине января появился непонятный праздник — Старый Новый год. При этом Русская православная церковь до сих пор пользуется юлианским календарем, поэтому, например, православные и католики празднуют Рождество в разные дни.
Двадцать шестого января 1918 года был принят декрет, в соответствии с которым молодая советская Российская республика перешла на общепринятый в Европе григорианский календарь. Это привело не только к сдвигу дат, но и к некоторым поправкам при определении високосных годов. Для того чтобы разобраться, откуда берется расхождение между двумя календарями, рассмотрим сначала те природные процессы, которые использовались при их разработке.
Астрономия и календарь
Наиболее распространенные календари основаны на соотношении времен трех циклических астрономических процессов: вращения Земли вокруг своей оси, вращения Луны вокруг Земли и вращения самой Земли вокруг Солнца. Эти три процесса приводят к хорошо заметным на Земле периодическим изменениям: смене дня и ночи, смене фаз Луны и чередованию времен года соответственно. Отношение длительностей этих временных интервалов и лежит в основе подавляющего числа используемых человечеством календарей. Понятно, что существуют и другие астрономические события, заметные человеку на Земле, которые происходят с удобной регулярностью (например, в Древнем Египте наблюдали за восхождением Сириуса, которое имело тот же годовой цикл), но использование их для разработки календаря — все же скорее исключение.
Из трех указанных интервалов, с астрономической точки зрения, проще всего разобраться с самым коротким из них — длиной суток. Сейчас за промежуток времени, на основе которого, в частности, составляются календари, берут средние солнечные сутки — то есть средний период времени, за который Земля совершает оборот вокруг своей оси относительно центра Солнца. Солнечными сутки являются потому, что центр Солнца используется в качестве начала отсчета, а усреднять сутки за год приходится из-за того, что вследствие эллиптичности орбиты Земли и ее возмущения другими небесными телами период обращения нашей планеты меняется с течением года, и самые длинные и самые короткие сутки отличаются друг от друга почти на 16 секунд.
Способ определения длительности солнечных суток, которые считаются по изменению ориентации Земли относительно начального положения (1) не по полному повороту на 360 градусов в положение (2), а по одному обороту относительно центра Солнца до положения (3)
В основе наиболее распространенных сейчас солнечных календарей (в том числе юлианского и григорианского) лежит отношение времени суточного и годового периода. Это отношение, то есть длительность тропического года в сутках, конечно, не целое и составляет 365,2422. И от того, насколько близко календарь сможет подстроиться под это значение, напрямую зависит его точность.
Стоит отметить: несмотря на то, что длительность одного тропического года практически постоянна, из-за небольших возмущений орбиты Земли она все же немного меняется. Эти возмущения связаны с влиянием ближайших к Земле небесных тел, в первую очередь Марса и Венеры, все они периодические и имеют амплитуду от 6 до 9 минут. Период каждого из возмущений составляет два или три года, которые в совокупности дают 19-летний нутационный цикл. Кроме того, длительность тропического года не совпадает с временем оборота Земли вокруг Солнца (так называемым сидерическим годом). Это связано с прецессией земной оси, которая приводит к возникновению отличия, которое сейчас составляет примерно 20 минут (длина сидерического года в сутках равна 365,2564).
Третий из используемых для составления календарей промежутков времени — синодический месяц. Он отсчитывается как время между двумя одинаковыми фазами Луны (например, новолуниями) и в среднем равен 29,5306 солнечных суток. Фазы луны определяются взаимным положением трех небесных тел — Земли, Луны и Солнца и, например, не соответствуют периодичности положения Луны на небесной сфере относительно звезд. Кроме того, как и тропический год, синодический месяц сильно колеблется по своей продолжительности.
Основанные на смене фаз Луны лунные календари использовались довольно широко, но в большинстве были вытеснены солнечными или солнечно-лунными календарями. Это объясняется как неудобством использования лунных календарей из-за заметных вариаций продолжительности месяца, так и естественной привязкой деятельности человека к сезонным изменениям погоды, которые можно связать с положением на небе Солнца, но не с фазой Луны. Сегодня лунные календари применяются, в основном, для определения дат религиозных праздников. В частности, лунным является мусульманский календарь, также по лунному календарю определяются и даты ветхозаветных христианских праздников, в первую очередь Пасхи.
Любой календарь основан на попытках связать между собой хотя бы два из этих временных интервалов. Но так как любые из этих отношений нельзя представить в виде обыкновенной дроби, то абсолютно точный календарь составить невозможно. Решить эту проблему можно относительно простым способом, вообще не прибегая ни к каким календарям, а используя только один интервал, например длину суток. Так предлагают поступать, например, астрономы, которые просто считают дни, начиная от определенной точки в прошлом (по современному календарю, эта точка соответствует полудню 24 ноября 4714 года до нашей эры). В этом случае любая временная точка определяется юлианской датой — дробным числом, которое соответствует числу суток, прошедших от начала отсчета.
На рисунке выше: Способ определения эклиптических координат небесного тела (например Солнца) на небесной сфере. Они отсчитываются от точки весеннего равноденствия.
Юлианский календарь
Но считать время только по дням все-таки не слишком удобно, и хочется иметь под руками временные интервалы большего масштаба. Даже понимая, что никакой календарь не позволит с абсолютной точностью описать связь между длительностью солнечных суток, тропического года и синодического месяца, можно добиться от него удовлетворительной точности. Именно в степени точности при описании отношения двух из трех этих интервалов и заключается разница между юлианским календарем и григорианским.
Оба этих календаря — солнечные, они предназначены для того, чтобы связать между собой длительность средних солнечных суток и тропического года. Мы знаем, что с астрономической точки зрения продолжительность тропического года составляет примерно 365,2422 суток. Чтобы составить календарь, это число надо каким-то образом описать так, чтобы в каждом календарном году было целое число суток. Проще всего это сделать, варьируя длительность года.
Самое грубое из приемлемых округлений дает 365,25 суток, и именно на нем строится юлианский календарь. Если при таком округлении средней длины года разбить год на 365 суток, то за каждые четыре года будет набегать ошибка в одни сутки. Именно отсюда и появляется структура календаря, в котором каждый четвертый год — високосный, то есть включает в себя на один день больше, чем обычно. Полный цикл такого календаря составляет всего четыре года, что и делает его очень простым в использовании.
Юлианский календарь был разработан александрийскими астрономами, назван в честь Юлия Цезаря и введен в использование в 46 году до нашей эры. Интересно, что изначально дополнительный день в високосный год добавлялся не за счет введения новой даты — 29 февраля, а за счет дублирования 24 февраля.
Конечно, юлианский календарь — далеко не первый вариант солнечного календаря. Так, основой для всех современных солнечных календарей послужил древнеегипетский солнечный календарь. Он отсчитывался по положению на небе восходящего Сириуса и включал в себя 365 дней. И хотя египтяне понимали, что при такой системе счета очень быстро происходит, например, смещение дат солнцестояний и равноденствий, для удобства длительность года не менялась. Поэтому каждые четыре года происходило смещение на один день, и через 1460 лет (этот интервал называли Великим годом Сотиса) год возвращался к своей исходной позиции.
При этом в самом Древнем Риме юлианский календарь заменил использовавшийся до этого римский календарь, состоявший из десяти месяцев и включавший в себя 354 дня. Чтобы привести в соответствие длину календарного года с длиной тропического, каждые несколько лет к году добавлялся лишний месяц.
Юлианский календарь оказался значительно удобнее римского, однако все равно был не очень точным. Разница между 365,2422 и 365,25 все-таки велика, поэтому неточность юлианского календаря заметили довольно скоро, в первую очередь из-за смещения даты весеннего равноденствия. К XVI веку она сдвинулась уже на 10 дней относительно своей начальной позиции, установленной Никейским собором в 325 году на 21 марта. Поэтому, чтобы повысить точность календаря, было предложено внести поправки к существующей системе из високосных годов.
График смещения времени летнего солнцестояния в зависимости от года по григорианскому календарю. По оси абсцисс отложены годы, по оси ординат — рассчитанное действительное время летнего солнцестояния в календарном обозначении (четверть суток соответствует шести часам).
Григорианский календарь
Новый календарь был введен в пользование папой Григорием XIII, выпустившим в 1582 году буллу «Inter gravissimas». Для более точного соответствия календарного года тропическому количество високосных годов в новом григорианском календаре по сравнению с юлианским уменьшилось на три за каждые 400 лет. Поэтому високосными годами перестали быть те, порядковые номера которых нацело делятся на 100, но при этом не делятся на 400. То есть 1900 и 2100 — не високосные, а вот, например, 2000 год был високосным.
С учетом введенных поправок длительность одного года в сутках по григорианскому календарю составила 365,2425, что уже намного ближе к необходимому значению в 365,2422 по сравнению с тем, что предлагал юлианский календарь. В результате предложенных поправок между юлианским и григорианским календарями за 400 лет набегает разница в три дня. При этом поправку проводили по смещению дня весеннего равноденствия по отношению к установленной Никейским собором дате — 21 марта 325 года, поэтому она составила всего 10 дней (следующим днем после 4 октября в 1582 году стало сразу 15 октября), и нулевая разница между календарями соответствует не первому веку нашей эры, а третьему.
Переход на более точный григорианский календарь в Европе происходил постепенно. Сначала, в 80-х годах XVI века, на григорианский календарь перешли все католические страны, а в течение XVII и XVIII веков — постепенно и протестантские государства. Несмотря на то, что реформа Григория XIII была мерой Контрреформации, символически подчинявшей календарное время булле римского понтифика, ее объективные преимущества были слишком очевидны, чтобы ей можно было долго противиться из религиозных соображений.
В России же процесс перехода к уточненному календарю несколько затянулся: до 1700 года, когда большинство европейских стран уже жило по григорианскому календарю, в Российском царстве все еще было принято византийское летосчисление. С точки зрения определения високосных годов, византийский календарь, разработанный в VII веке, соответствовал юлианскому календарю, но отличался названиями месяцев, датой начала года (1 сентября) и точкой отсчета летосчисления. Если юлианский и григорианский календари точкой отсчета считают 1 января года, в который родился Иисус Христос, то в византийском варианте время считается «от сотворения мира», якобы пришедшегося на 5509 год до нашей эры. (Заметим, что при определении точного года рождения Христа, вероятно, была допущена ошибка в несколько лет, из-за чего по юлианскому календарю это должен быть не первый год нашей эры, а 7–5 года до нашей эры).
На юлианский календарь Россию перевел Петр I в 1700 году. С одной стороны, он видел необходимость «синхронизировать» историческое время России с европейским, с другой стороны, испытывал глубокое недоверие к календарю «папистов», не желая вводить «еретическую» пасхалию. Правда, старообрядцы так и не приняли его реформы и до сих пор отсчитывают даты по византийскому календарю. Новообрядческая православная церковь перешла на юлианский календарь, но при этом до начала XX века противилась введению более точного григорианского.
Из-за практических неудобств, возникавших при ведении международных дел, в результате несоответствия между календарями, принятыми в Европе и Российской империи, вопрос о переходе на григорианский календарь поднимался, особенно в течение XIX века, неоднократно. Впервые подобный вопрос обсуждался во время либеральных реформ Александра I, однако до официального уровня тогда так и не дошел. Более серьезно проблему календаря подняли в 1830 году, для этого даже был собран специальный комитет при Академии наук, но в результате Николай I предпочел отказаться от реформы, согласившись с доводами министра народного просвещения Карла Ливена о неготовности народа к переходу к другой календарной системе из-за недостаточной образованности и о возможных возмущениях.
«Декрет о введении в Российской республике западноевропейского календаря»
Тропический год: определение и продолжительность
Для измерения промежутков времени применяются естественные единицы времени, связанные с астрономическими явлениями. Само время разделено на большие и малые промежутки. К последним относят секунды, минуты, часы и сутки: они связаны с вращением нашей Голубой планеты вокруг своей оси. Большие промежутки времени связаны с вращением планеты вокруг Солнца. В основе исчисления лет лежит тропический год – это временный промежуток, за который планета совершает полный оборот вокруг Солнца от его положения в зените над тропиками до момента следующего такого же положения. Один тропический год равен 365 суткам, 5 часам и 48 минутам.
Юлий Цезарь в 45 году до нашей эры ввел Юлианский календарь, в котором было 365,25 дня, что было больше на одиннадцать минут, чем в тропическом году. Однако с течением времени набегала большая разница во времени. Чтобы это устранить, в шестнадцатом столетии римский папа Григорий XIII ввел другой календарь, учитывающий високосный год. В нем были исключены лишние дни, набежавшие по Юлианскому календарю. Григорианский календарь применяется по сей день, в нем время делится на годы, месяцы, недели и дни.
Точки отсчета времени
Чтобы запечатлеть в истории какие-либо события, людям нужен был календарь. Однако он нуждался в точке отсчета. В Древнем Египте был создан уникальный календарь, считающий дни в году. Все события, происходящие в мире, которые мы датируем каким-либо днем и годом, столетием, эрой, начинаются от одной и той же даты (события) в далеком прошлом. Если бы этого не было, то на Земле была бы путаница и люди не понимали бы, с какого именно момента им считать: у одних сейчас мог быть 7000 год, а у других народов – 1000-й. Наша эра начинает свой отсчет с даты рождения Христа. Именно с этого года начинается отсчет лет.
Тропический месяц
Есть множество понятий времени, и все они различные: есть местное суточное время, всемирное время, тропический год, тропический месяц и другие времяисчисления.
Тропический месяц определяется Луной. По определению, это временной промежуток, за который долгота Луны увеличивается на 360 градусов. Тропический месяц равен 29,5 солнечных земных суток.
Еще в Древнем Вавилоне астрономы следили за Луной, ее семидневным циклом. Они видели все изменения, происходящие со спутником Земли. Так появились недели, которые стали настоящим общественно-историческим достоянием и до сих применяются при счете времени (у нас в одной неделе также семь дней).
Тропический год
Для измерения более длительных промежутков времени применяют тропический год. Это продолжительность времени между двумя одинаковыми пересечениями Солнца небесного экватора при его движении по орбите. Продолжительность тропического года – 365,2 солнечного дня. Однако этот показатель не является постоянным: за тысячелетие длительность изменяется на пару секунд.
Скорость движения по орбите также непостоянна. С марта и по сентябрь движение планеты занимает 186 дней, а на вторую часть орбитального пути уходит 179 дней. Повтор движения нашей планеты вокруг Солнца получил название годичного движения Земли, в результате которого происходит смена сезонности.
Другие виды исчисления
Помимо тропического года для исчисления разработаны другие системы, такие как земной год, состоящий из 365 дней, лунный год – представлен двенадцатью последовательными повторениями фаз Луны.
Еще существует такое понятие, как сидерический год. Это промежуток времени полного оборота тела вокруг своего центрального тела или вокруг Солнца или любой другой звезды. У нас сидерический год получил название тропического.
В астрономии есть понятие галактического года, предусматривающее обращение Солнца вокруг центра галактики Млечный Путь. Этот год занимает 223-230 миллионов лет.
Земной год
Обращение нашей планеты вокруг светила имеет несколько видов лет: тропический год, драконический, звездный, аномалистический. Каждый из них имеет свои особенности.
Аномалистический год – это временной промежуток между парой последовательных точек, через которые проходит Солнце, проходя по геоцентрическим орбитам. Аномалистический год составляет 365,23 солнечных суток.
Еще есть такое понятие, как драконический год. Он представляет собой промежуток времени между двумя последовательными прохождениями светила через один и тот же участок лунной орбиты. Драконический год составляет 346,62 солнечных суток.
Звездный год – это время, соответствующее одному обороту Солнца по небосклону относительно неподвижных звезд. Этот период занимает 365,25 солнечных суток.
На Земле людям привычнее видеть календарный год. В среднем он составляет 365 дней. Он основывается на округленных величинах тропического года. Те минуты и часы, которые округлили, раз в четыре года включают в високосный год, составляющий 366 дней. Такие расчеты помогают избежать сильного расхождения времени и астрономических наблюдений.
Отсчеты тропического года
Тропический год начинает свой отсчет от выбранной точки эклиптической долготы и до завершения полного цикла времен года и возврата Солнца к этой самой точке. При выполнении расчетов обычно за точку отсчета берется день весеннего равноденствия. Для точных расчетов берут две плоскости: плоскость небесного экватора и плоскость эклиптики. Эти две линии имеют точку пересечения. Когда Солнце проходит дважды в этой точке, то считается, что год прошел.
Если в качестве места отсчета берут другую точку, то тропический год будет другим. Это связано с тем, что есть множество вариаций угловых скоростей движения светила. В таком виде те угловые секунды, которые звезда не проходит по эклиптике за тропический год, приведет к сдвигам времени, и постепенно ночь и день сместятся.
Средняя длина тропического года
Продолжительность солнечного года зависит от точки отсчета. Ученые не сразу пришли к единой методике отсчета времени, хотя все больше они брали за точку отсчета дни равноденствия. Это связано с тем, что именно с этой точки отсчета погрешность в измерении была минимальной.
Начало тропического года может слегка смещаться, так как за время прохождения Солнца по небосклону могут возникать планетарные возмущения.
За всю историю наблюдений тропический год не раз изменялся. Он никогда не был равным 365 дням, так как длится дольше: его продолжительность всегда 365 дней и пять часов, а вот минут и секунд всегда по-разному.
Варианты тропического года
Если бы Земля перемещалась в космосе ровно, без возмущений, то тропический год был бы всегда единицей постоянной. Однако этого не происходит, и этот промежуток времени всегда разный: на него сильное влияние оказывают возмущения орбитального движения планеты и ближайших космических тел.
Ученым удалось выявить цикличность возникновения возмущений, равных шести минутам. Периодически они пропадают. Эти показатели учитываются при определении годичного цикла Земли.
Календарный год
Как уже было сказано, существует множество разновидностей исчисления времени. На Земле для времяисчислений применяют Григорианский календарь. У него есть своя периодичность, равная четыремстам годам. В каждом периоде месяцы, дни и даты повторяются. В среднем по этому календарю 365,25 дня, что в значительной степени приближено к тропическому году.
С тех пор как стали использовать этот календарь, дни равноденствия всегда оставались на своем месте, что помогало в сельском хозяйстве. Также этот вид календаря упростил расчеты Пасхи и других церковных праздников.
По подсчетам ученых, тропический год будет рассинхронизирован с Григорианским календарем на три дня, но это произойдет еще не скоро, а через восемь тысяч лет.
Так что такое тропический год и чему он равен? Можно сказать, что это исчисление времени, к которому мы привыкли. Наш календарь основан на тропическом году, в нем 365 дней и пять часов. Чтобы наш календарь синхронизировать с тропическим годом, раз в четыре года в нем добавляют один день. Это необходимая мера, без которой временные расхождения были бы большими: за десять високосных лет год сместился бы на целых сорок дней. Однако этого не происходит из-за введения в календарь високосного года.
Солнечно-лунный календарь, антикитерный механизм и часы.
Что показывают эти часики на Башне Зиммера?
Башня была построена не позднее 1425 года (точная дата строительства неизвестна). В 1812 году башня была продана городским правлением, но после Первой мировой войны её вновь выкупили, чтобы снести (. ) Однако в 1928 году часовщик Луи Зиммер подарил городу Юбилейные часы (нидерл. Jubelklok) своей работы. Эти часы показывали время на всех континентах, фазы Луны, время приливов и отливов и многие другие периодические явления. Разместить часы решили в старой башне, которую для этого пришлось существенно перестроить. В честь часовщика башню переименовали в Zimmertoren – башню Зиммера. Часы имеют 57 циферблатов (из них 13 расположено с внешней стороны башни).
Этот циферблат показывает:
Солнечный 28-летний цикл и dominical letter – Вруцелето (от др.-рус. «въ руцѣ лѣто» — год в руке)
После 28 лет все даты снова повторяются в том же порядке. На внутреннем круге рука указывается текущий год солнечного цикла. На внешнем круге стрела (рука) показывает соответствующую доминантную букву. Заглавными буквами вруцелета показан день, когда падает первое воскресенье года. Буква A означает, что первое воскресенье года будет падать 1 января. Буква E означает, что первое воскресенье будет 5 января. В високосные годы внешний круг будет показывать две буквы.
Этот циферблат показывает:
Метонов цикл и Епакт.
Метонов цикл — промежуток времени в 6939 дней 14 часов 15 минут, служащий для согласования продолжительности лунного месяца и солнечного года в лунно-солнечном календаре.
Епакта (от латинского epactae, от греческого ἐπάκτη, лат. epactae, ἐπακτὰἱ ἡμέραἱ — добавочные дни ) — число дней, на которое продолжительность солнечного года превышает продолжительность лунного года из 12 лунных месяцев. Епакты используются для перевода дат из лунно-солнечного календаря в даты солнечного календаря и обратно. Епакта используется, для вычисления даты Пасхи, которая отмечается в первое воскресенье после полнолуния, наступающего за днем весеннего равноденствия.
epactae epactārum f. (греч.) вставные дни (високосных лет)
Епа́кти ἐπάκτη из ἐπάγω
Источники:
http://nplus1.ru/material/2018/02/14/calendar-centenary
http://fb.ru/article/369656/tropicheskiy-god-opredelenie-i-prodoljitelnost
http://vedaveta.livejournal.com/133975.html
