Juliánské datum
Jednotka mimo soustavu · veličina: okamžik v nepřetržitém počítání dnů
Astronom, který má odečíst jedno datum pozorování od druhého, se ocitá v nepříjemné situaci: mezi nimi mohou ležet měsíce nestejné délky, přestupné roky, deset dnů vyškrtnutých při přechodu na gregoriánský kalendář, a jde-li o stará zatmění, ještě několik neslučitelných soustav počítání let. Juliánské datum tohle všechno odstraňuje naráz, neboť prostě čísluje dny za sebou, bez měsíců a bez roku nula: dnes běží . den od počátku počítání, včera běžel předchozí, a rozdíl dvou pozorování se najde odečtením.
Počátek počítání položil Joseph Scaliger na prvního ledna roku 4713 před naším letopočtem v juliánském kalendáři — ne proto, že by se tam něco událo, nýbrž proto, že v tomto bodě začínaly současně tři kalendářní cykly užívané v chronologii. Den nechal začínat v poledne, a to se ukázalo jako šťastná volba: pozorovací noc se celá vejde do jediného celého čísla, kdežto kalendářní datum se mění uprostřed ní. Jednu nevýhodu toto počítání má, zato nápadnou: čísla přesáhla dva a půl milionu, a aby se nemusela psát celá, zavedlo se roku 1957 kratší, modifikované datum.
01 · Definice
Juliánské datum je počet dnů uplynulých od poledne prvního ledna roku 4713 před naším letopočtem v juliánském kalendáři, se zlomkovou částí, jež odpočítává podíl probíhajícího dne. Celé číslo dnů bez zlomku se nazývá juliánské číslo dne, a aby se nemuselo psát sedm číslic, odečte se od data 2 400 000,5 a získá se modifikované juliánské datum, jehož den začíná už o půlnoci.
Polední začátek dne byl zvolen kvůli pozorovateli: noc od večera do rána připadá doprostřed juliánského dne a všechny zápisy jedné směny dostávají totéž celé číslo, kdežto v kalendáři se uprostřed té noci mění datum. U modifikovaného data je počátek posunut k půlnoci právě proto, že nebylo určeno dalekohledu, nýbrž rádiovému sledování družic, kde směna pracuje nepřetržitě a kde je snazší sladit zápisy s občanským kalendářem.
Juliánské se datum nenazývá podle juliánského kalendáře, nýbrž podle Julia Caesara Scaligera, otce původce — nešťastná shoda, kterou už nikdo nenapraví. Samotný počátek počítání zvolil Scaliger výpočtem: vzal tři chronologické cykly, sluneční o dvaceti osmi letech, lunární o devatenácti a cyklus indikcí o patnácti, a hledal rok, v němž všechny tři začínaly společně. Součin těchto čísel dává 7980 let a další takový bod připadne až na rok 3268.
Juliánské datum samo o sobě neurčuje žádnou časovou stupnici, nýbrž jen způsob, jak zapsat okamžik; proto se v přesné práci uvádí, v jaké stupnici je vzata zlomková část: JD(UTC) pro pozorování, JD(TT) pro efemeridy, a při zpracování světelných křivek ještě barycentrická oprava, neboť světlo hvězdy dospívá k různým bodům dráhy Země s rozdílem až šestnácti minut.
Veďte čas jezdcem ve světovém čase a sledujte dvě značky: zlatá je hranice juliánského dne v poledne, červená je občanská půlnoc. Zatímco dalekohled pracuje, červená čára stihne projít středem směny a kalendářní datum se změní, kdežto zlatá zůstává daleko stranou, takže všechny zápisy noci nesou jediné celé číslo.
Světlo vzdálené hvězdy nedospěje k Zemi v lednu a v červenci ve stejný čas: průměr zemské dráhy přejde za šestnáct a půl minuty. Pro světelnou křivku proměnné hvězdy je taková veličina obrovská, a proto se pozorování vztahují k hmotnému středu sluneční soustavy a zapisují se jako barycentrické datum BJD. Zanedbá-li se tato oprava, vykreslí se falešné změny periody, jaké v samotné hvězdě nejsou.
02 · Převod
Zadejte datum nebo číslo dne
Převod mezi všemi zkrácenými podobami je přesný, neboť od juliánského data je dělí jen odečtená konstanta. Kalendářní řádek se počítá obvyklým postupem, ale stupnice zlomkové části závisí na tom, kde byl čas vzat: JD v UTC a JD v terestrickém čase se dnes liší o 69,2 sekundy.
Data před rokem 1582 čte list v juliánském kalendáři, jak je v chronologii zvykem; přepínač kalendáře stojí mezi jemnějším nastavením listu.
Zlomková část juliánského a modifikovaného data je posunuta o půl dne, a proto celé MJD připadá na půlnoc, kdežto celé JD na poledne. Chyba o tento půlden je nejčastější při zpracování archivních pozorování: nekazí rozdíly uvnitř jedné řady, zato posouvá fázi proměnné hvězdy přesně o půl periody, když se řady spojují.
| Hodnota | Poznámka | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Řády veličin
logaritmická stupnice: ode dne po celou periodu04 · Měřicí přístroje
Čím se pozorování datuje
Půldruhého století se datum pozorování psalo rukou do deníku a juliánské číslo dne bylo k tomu pohodlné právě proto, že se uprostřed směny neměnilo. Takto shromážděné archivy světelných křivek proměnných hvězd jsou dodnes v práci: bez nepřetržitého počítání by bylo téměř nemožné spojit pozorování devatenáctého století s dnešními.
Hvězdný den je téměř o čtyři minuty kratší než sluneční a hodiny pozorovatele šly podle hvězd, aby se dalekohled zaměřoval podle rektascenze bez počítání. Zapsat pozorování ve hvězdném čase však nelze, neboť se nehodí k rozdílům, a proto vedle vždy stály druhé hodiny, občanské, a do deníku šlo právě juliánské datum.
V hlavičce každého dnešního snímku stojí začátek a konec expozice a pro fotometrii se bere její střed. Zapisuje se modifikovaným datem, protože je kratší a vejde se do běžného čísla s pohyblivou řádovou čárkou bez ztráty číslic, kdežto plné juliánské datum spotřebuje veškerou přesnost na svou celou část.
Své datum pozorování nedostává od hodin na stěně, nýbrž od přijímače, jenž zachytí signál družicové soustavy, a přesnost značky dosahuje desítek nanosekund. Přijímač dává čas ve stupnici UTC, a proto ten, kdo data zpracovává, sám převede zlomkovou část data na terestrický čas přičtením běžného posunu a konstanty 32,184 sekundy.
05 · Pravidla zápisu
Datum bez své stupnice není úplné
Označení se píšou velkými písmeny bez teček a samotné číslo se odděluje mezerou; stupnice, v níž je vzata zlomková část, se uvádí v závorce, neboť mezi JD v UTC a JD v terestrickém čase leží více než minuta. Podoby počítání se nemísí: modifikované datum má vlastní konstantu a vlastní půlnoc a připisovat k němu «JD» není přípustné ani v konceptu.
První zápis přivěšuje k modifikovanému číslu cizí označení a posouvá okamžik o dva a půl milionu dnů. Druhý klade tečky dovnitř označení, což se nedělá ani u JD, ani u MJD. Třetí ztrácí právě onen půlden, kvůli němuž jedna podoba začíná v poledne a druhá o půlnoci. A čtvrtý plete počátky.
06 · Sousední jednotky
Vedle stojí všechny zkrácené podoby téhož počítání, vymyšlené k různým úkolům: zkrácené datum družicové telemetrie, redukované datum starých efemerid a také počítání sekund epochy POSIX, zařízené podle téže zásady, jen od jiného počátku a v jiných jednotkách.
dny počítané od poledne
dny počítané od půlnoci
pět číslic v telemetrii
Z listů Simetria vedle stojí stupnice UTC, TAI a UT1, jež určují zlomkovou část data, den jako jednotka tohoto počítání, letopočet, u nichž se liší počátky, a století, jehož juliánská podoba o 36 525 dnech vstupuje do vzorce epoch.
07 · Historický oddíl
Počítání vymyšlené kvůli odčítání
Rok po gregoriánské reformě vydal Joseph Scaliger dílo o opravě chronologie, v němž navrhl počítání nezávislé na kterémkoli kalendáři. Počátek položil do roku, v němž se sešly sluneční cyklus o dvaceti osmi letech, lunární o devatenácti a cyklus indikcí o patnácti — tak aby každé starověké datum padlo dovnitř periody.
John Herschel ve svých «Outlines of Astronomy» ukázal, k čemu je chronologická perioda pozorovateli, a dal tabulky k převodu. Astronomové ji přijali rychle, neboť jejich úkol byl právě ten, k němuž se počítání hodilo: odečíst jedno datum od druhého a získat počet dnů, aniž by mysleli na měsíce či přestupné roky.
Sledování prvních umělých družic se dělo telegrafem a na počítacích strojích, kde každá zbytečná číslice stála peníze a chyby. Tehdy se od juliánského data odečetlo 2 400 000,5, čímž naráz zmizely dva miliony a počátek dne se posunul k půlnoci, a takto získané modifikované datum se stalo normou každé služby pracující nepřetržitě.
Každý snímek přehlídkového dalekohledu nese v hlavičce modifikované datum středu expozice, kdežto katalogy proměnných hvězd udávají epochu maxima plným juliánským datem. Počítání přežilo kalendářní reformu, výměnu časových stupnic i přechod od fotografické desky k čipu, protože nepopisuje nic než pořadové číslo dne.
Veličina, která nemá etalon ani chybu
Juliánské datum nelze změřit a není v něm co ověřovat: není to vlastnost světa, nýbrž způsob číslování, a jeho správnost zajišťuje počtářství, ne přístroj. Vše, co se může zvrtnout, sedí ve zlomkové části, kde vystupuje skutečná fyzika: tam je třeba vědět, v jaké stupnici byl čas vzat, zda byl započten posun atomových hodin a zda byl okamžik vztažen k hmotnému středu.
V tom je vysvětlení jeho dlouhého věku. Kalendáře se střídaly, deset dnů bylo výnosem vyškrtnuto, k sekundě se přivěšovaly vsuvky a chystá se jejich zrušení, kdežto pořadové číslo dne šlo svou cestou, aniž na cokoli z toho odpovídalo. Pozorování zapsané juliánským datem roku 1860 se odečte od dnešního bez jediné opravy na reformy — a právě o to šlo.
Katalog · měřicí jednotky
List pro každou veličinu
Sedm základních jednotek SI, dvaadvacet odvozených s vlastními jmény a veličiny mimo soustavu, bez nichž by nefungovala ani technika, ani kalendář.