Døgn
Enhed uden for SI, tilladt til brug · størrelse: tid
Solen vender ikke tilbage til samme punkt på himlen efter fireogtyve timer. Sidst i december varer døgnet et halvt minut længere, midt i september en tyve sekunder kortere, og over et år tegner forskellen et ottetal på himlen.
01 · Definition
Et døgn er præcis 86 400 sekunder, altså fireogtyve timer. Det er en definition gennem SI-sekundet og ikke gennem Jordens rotation: planeten er ikke længere bundet til den og sakker i gennemsnit bagud med omkring et millisekund i døgnet.
Der findes i virkeligheden flere slags døgn. Det sideriske er tiden for én omdrejning af Jorden i forhold til de fjerne stjerner, treogtyve timer seksoghalvtreds minutter. Soldøgnet er tiden mellem to middage, og det er længere: mens Jorden drejer rundt, når den næsten en grad langs sin bane, og for at Solen igen står i syd må disse fire minutter drejes til. Over et år lægger de ekstra omdrejninger sig sammen til præcis ét yderligere stjernedøgn: der er 366 af dem på et år mod 365 soldøgn.
Men soldøgnet er heller ikke konstant. Banen er elliptisk, og om vinteren går Jorden hurtigere — der skal altså drejes mere til. Aksen hælder, og projektionen af bevægelsen på himmelækvator ændrer sig med årstiden. De to virkninger lægges sammen og giver en spredning på omkring et minut mellem det længste og det korteste sande døgn. Middelsoldøgnet er en fiktion, indført af astronomer netop fordi ure ikke kan gå ujævnt.
Den ophobede forskel mellem sand og middeltid kaldes tidsligningen. På grund af den går et solur snart forud, snart bagud, og Solen, fotograferet på samme klokkeslæt året igennem, tegner et ottetal på himlen — analemmaet. Det er den eneste figur, der ikke tegnes af et instrument, men af uenigheden mellem to definitioner af samme døgn.
Til venstre analemmaet: Solens plads på samme klokkeslæt året igennem. Vandret tidsligningen, lodret deklinationen. Til højre længden af det sande soldøgn den dato mod runde fireogtyve timer. Den anden skyder flytter stedet inden for tidszonen og viser, hvornår middagen falder efter uret på væggen.
På et døgn når Jorden omkring en grad langs sin bane. Omdrejningen i forhold til stjernerne er allerede fuldført, men Solen har flyttet sig, og planeten må dreje lidt til — netop de fire minutter.
02 · Omregning
Indtast en værdi — bladet regner den om
Døgnet er tilladt sammen med minuttet og timen, men præfikser anvendes ikke på det: et „kilodøgn” står ikke i nogen standard. Til længere perioder går man over til året, til kortere til timen.
Det julianske døgn i astronomien er præcis 86 400 SI-sekunder og intet andet: en ubrudt tælling fra middag den 1. januar 4713 f.Kr., uden måneder, skudår og kalenderreformer. Det er dette, der gør det muligt at sammenligne en formørkelse nedskrevet af babyloniske skrivere med en måling foretaget i går.
Marsdøgnet er niogtredive minutter længere end vores. Rover-holdene måtte leve efter det de første måneder af en mission og flytte arbejdsdagen fyrre minutter hver gang — på omkring fem uger gik vagtplanen hele vejen rundt om urskiven.
| Bemærkning | |||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Størrelsesordener
andre verdeners døgn04 · Måleinstrumenter
Hvad man fanger planetens omdrejning med
Et rør fastgjort strengt i meridianens plan: det kan kun hæves og sænkes. Astronomen fanger øjeblikket, hvor en stjerne krydser tråden, og af en række sådanne passager følger stjernedøgnets længde. I to århundreder var det det nøjagtigste ur, der fandtes — nøjagtigt netop fordi himlen selv tjente som pendul.
Et frit pendul i et vakuumkar med en styret tvilling udenfor. I 1930’erne blev sådanne ure nøjagtigere end Jordens rotation, og det var dem, der først viste, at planeten ikke holder køreplan.
Siden 1967 er sekundet defineret gennem en overgang i cæsiumatomet, og døgnet blev præcis 86 400 af sådanne sekunder. Båndet til planeten blev kappet: Jorden må nu gå forud eller bagud, døgnet ændrer sig ikke et hår.
To antenner på forskellige verdensdele lytter til den samme kvasar, og af forskellen i signalets ankomst bestemmes Jordens orientering til brøkdele af et millisekund. Sådan måles døgnets længde i dag — det er planeten, der prøves mod himlen, ikke omvendt.
05 · Skriveregler
d med lille bogstav, præfikser findes ikke
Det internationale symbol er et lille d uden punktum; på dansk skriver man også „døgn” fuldt ud. Stort D er optaget af dioptrien, så skrivemåden er ikke ligegyldig. I sammensatte enheder står døgnet med midterpunkt eller skråstreg: mg/(kg·d), mm/d.
Sidste linje er ikke flueknepperi, men kilden til virkelige nedbrud. Et døgn med skudsekund rummer 86 401 af dem, og kode, der forudsætter præcis 86 400, går i stykker den dag — sådan gik det i 2012 og igen i 2015.
06 · Naboenheder
Døgnet står mellem timen og året, og begge bånd er ujævne på hver sin måde: i et døgn er der præcis fireogtyve timer, men på et år 365,2422 døgn, og ingen afrunding fjerner den brøk — den flytter den blot ind i kalenderen.
1/24 døgn
86 400 s
365,25 d
Hos Venus vender fortegnet i den første sammenhæng: den roterer baglæns, og dens soldøgn er kortere end dens stjernedøgn. JD er den julianske dato, en ubrudt døgntælling til astronomien.
07 · Historisk afsnit
Hvordan døgnet blev løsrevet fra Jorden
Sekundet defineres som 1/86 400 af middelsoldøgnet. Definitionen holdt i næsten halvandet århundrede og syntes urokkelig: Jorden var det mest pålidelige ur, man havde.
Kvarts- og pendulure viser det: døgnets længde svinger med millisekunder i årets løb. Skylden ligger hos den årstidsbestemte omfordeling af luftmasserne og hos tidevandet — planeten er ikke et stift legeme og holder ingen køreplan.
Et kompromis: urene går efter atomet, men hvert par år skydes et ekstra sekund ind i skalaen, så middagen ikke vandrer bort fra Solen. Syvogtyve indskud på et halvt århundrede, alle for en forskels skyld, som ingen bemærker uden instrumenter.
Generalkonferencen beslutter at holde op med at indskyde sekunder: digitale systemer går oftere i stykker af dem, end afvigelsen fra Solen generer nogen. Inden 2035 skilles skalaen endeligt fra planeten.
En enhed, der er holdt op med at falde sammen med fænomenet
Tidevandsfriktionen bremser Jorden: Månen trækker i havet, bulen bliver bagud i forhold til rotationen og holder planeten tilbage. Døgnet bliver omkring 1,8 millisekunder længere pr. århundrede — i devon nåede det ikke toogtyve timer, og korallernes vækstbånd bekræfter det: omkring 400 bånd på et år.
Derfor er nutidens døgn en enhed, der ærligt er løsrevet fra det fænomen, den er opkaldt efter. 86 400 sekunder er et tal; planetens rotation er et forløb, der ikke længere passer ind i det — forskellen dækkes af skudsekunder, og fra 2035 lader man den ganske enkelt vokse.
Katalog · måleenheder
Et datablad for hver størrelse
Syv SI-basisenheder, toogtyve afledte med egne navne og størrelser uden for systemet, som hverken teknikken eller kalenderen kan undvære.