Fecha juliana
Unidad ajena al sistema · magnitud: un instante en una cuenta continua de días
Un astrónomo que ha de restar una fecha de observación de otra se halla en una posición incómoda: entre ellas pueden mediar meses de distinta duración, años bisiestos, los diez días tachados al pasar al calendario gregoriano y, si se trata de eclipses antiguos, varios sistemas incompatibles de cómputo de los años. La fecha juliana suprime todo eso de una vez, porque simplemente numera los días uno tras otro, sin meses y sin año cero: hoy corre el día desde el comienzo de la cuenta, ayer corría el anterior, y la diferencia entre dos observaciones se halla restando.
Joseph Escalígero situó el origen de la cuenta en el primero de enero del año 4713 antes de nuestra era en el calendario juliano, no porque allí ocurriera nada, sino porque en ese punto comenzaban a la vez tres ciclos calendáricos usados en la cronología. El día lo hizo empezar al mediodía, y aquello resultó un acierto: una noche de observación cabe entera dentro de un solo número entero, mientras que la fecha civil cambia en mitad de ella. Un solo inconveniente tiene esta cuenta, pero notorio: los números han rebasado los dos millones y medio, y para no escribirlos enteros se introdujo en 1957 una fecha modificada más corta.
01 · Definición
La fecha juliana es el número de días transcurridos desde el mediodía del primero de enero del año 4713 antes de nuestra era en el calendario juliano, con una parte fraccionaria que cuenta la porción del día en curso. El número entero de días sin fracción se llama día juliano, y para no escribir siete cifras se resta de la fecha 2 400 000,5 y se obtiene la fecha juliana modificada, cuyo día empieza ya a medianoche.
El comienzo del día al mediodía se eligió por el observador: la noche, de la tarde a la mañana, cae en mitad del día juliano, y todos los registros de un mismo turno reciben el mismo número entero, mientras que en el calendario la fecha cambia en mitad de esa noche. En la fecha modificada el origen se corrió a la medianoche precisamente porque no estaba destinada al telescopio sino al seguimiento por radio de satélites, donde el turno trabaja las veinticuatro horas y resulta más sencillo acordar los registros con el calendario civil.
Juliana se llama la fecha no por el calendario juliano sino por Julio César Escalígero, el padre del autor: coincidencia desdichada que ya nadie va a enmendar. El origen mismo de la cuenta lo eligió Escalígero por aritmética: tomó tres ciclos cronológicos, el solar de veintiocho años, el lunar de diecinueve y el de las indicciones de quince, y buscó el año en que los tres empezaban juntos. El producto de esos números da 7980 años, y el siguiente punto así no llegará hasta el año 3268.
La fecha juliana por sí sola no fija una escala de tiempo sino solo un modo de escribir un instante; por eso en los trabajos rigurosos se indica en qué escala se toma la fracción: JD(UTC) para las observaciones, JD(TT) para las efemérides y, al tratar curvas de luz, además una corrección baricéntrica, ya que la luz de una estrella llega a distintos puntos de la órbita terrestre con una diferencia de hasta dieciséis minutos.
Lleve el tiempo con el deslizador en tiempo universal y vigile dos marcas: la dorada es el límite del día juliano al mediodía, la roja es la medianoche civil. Mientras el telescopio trabaja, la línea roja alcanza a pasar por la mitad del turno y la fecha civil cambia, mientras que la dorada queda muy aparte, de modo que todos los registros de la noche llevan un solo número entero.
La luz de una estrella lejana no llega a la Tierra al mismo tiempo en enero y en julio: cruza el diámetro de la órbita terrestre en dieciséis minutos y medio. Para la curva de luz de una estrella variable tal magnitud es enorme, y por eso las observaciones se refieren al centro de masas del Sistema Solar y se escriben como fecha baricéntrica BJD. Descuidar esa corrección dibuja falsas variaciones del período que en la estrella misma no existen.
02 · Conversión
Introduzca una fecha o un número de día
La conversión entre todas las formas abreviadas es exacta, pues de la fecha juliana solo las separa una constante restada. La línea del calendario se calcula por el algoritmo habitual, pero la escala de la fracción depende de dónde se haya tomado el tiempo: JD en UTC y JD en tiempo terrestre difieren hoy en 69,2 segundos.
Las fechas anteriores a 1582 la ficha las lee en el calendario juliano, como es costumbre en cronología; el conmutador de calendario está entre los ajustes finos de la ficha.
La parte fraccionaria de la fecha juliana y la de la modificada están corridas medio día, y de ahí que un MJD entero caiga a medianoche y un JD entero al mediodía. El error de ese medio día es el más frecuente al tratar observaciones de archivo: no estropea las diferencias dentro de una misma serie, pero corre la fase de una estrella variable exactamente medio período cuando se empalman series.
| Valor | Nota | ||
|---|---|---|---|
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03 · Órdenes de magnitud
escala logarítmica: del día al período entero04 · Instrumentos de medida
Con qué se le pone fecha a una observación
Siglo y medio se anotó a mano en el libro la fecha de una observación, y el día juliano resultaba cómodo justamente porque no cambiaba en mitad del turno. Los archivos de curvas de luz de estrellas variables así reunidos siguen en uso: sin una cuenta continua sería casi imposible empalmar las observaciones del siglo diecinueve con las de ahora.
El día sidéreo es más corto que el solar en casi cuatro minutos, y el reloj del observador andaba por las estrellas para que el telescopio se apuntara por ascensión recta sin cálculos. Pero una observación no puede anotarse en tiempo sidéreo, pues no sirve para diferencias, y por eso al lado había siempre un segundo reloj, civil, y al libro pasaba precisamente la fecha juliana.
En la cabecera de toda imagen moderna figuran el comienzo y el final de la exposición, y para la fotometría se toma el punto medio. Se escribe en fecha modificada, ya que es más corta y cabe en un número de coma flotante corriente sin perder cifras, mientras que la fecha juliana completa se come toda la precisión en su parte entera.
Una observación recibe su fecha no del reloj de la pared sino de un receptor que capta la señal de un sistema satelital, y la exactitud de la marca llega a decenas de nanosegundos. El receptor da el tiempo en la escala UTC, por lo que quien procesa lleva él mismo la fracción de la fecha al tiempo terrestre, añadiendo el desfase corriente y la constante de 32,184 segundos.
05 · Reglas de escritura
Una fecha sin su escala está incompleta
Las designaciones se escriben en mayúsculas sin puntos, y el número mismo se separa con un espacio; la escala en que se toma la fracción se indica entre paréntesis, pues entre JD en UTC y JD en tiempo terrestre media más de un minuto. Las formas de la cuenta no se mezclan: la fecha modificada tiene su propia constante y su propia medianoche, y añadirle «JD» no es admisible ni en un borrador.
La primera escritura le pone a un número modificado una designación ajena y corre el instante dos millones y medio de días. La segunda pone puntos dentro de la designación, cosa que no se hace ni para JD ni para MJD. La tercera pierde ese mismo medio día por el cual una forma empieza al mediodía y la otra a medianoche. Y la cuarta confunde los orígenes.
06 · Unidades vecinas
Al lado están todas las formas abreviadas de la misma cuenta, ideadas para tareas distintas: la fecha truncada de la telemetría satelital, la fecha reducida de las efemérides antiguas, y también la cuenta de segundos de la época POSIX, dispuesta según el mismo principio, solo que desde otro origen y en otras unidades.
días desde el mediodía
días desde la medianoche
cinco cifras en telemetría
De las fichas de Simetrium están al lado las escalas UTC, TAI y UT1, que fijan la parte fraccionaria de la fecha, día como unidad de esta cuenta, cómputo de los años, cuyos orígenes difieren, y siglo, cuya forma juliana de 36 525 días entra en la fórmula de las épocas.
07 · Sección histórica
Una cuenta ideada para restar
Un año después de la reforma gregoriana, Joseph Escalígero publicó su obra sobre la enmienda de la cronología, en la que propuso una cuenta independiente de todo calendario. Puso el origen en el año en que confluían el ciclo solar de veintiocho años, el lunar de diecinueve y el de las indicciones de quince, de suerte que toda fecha antigua cayera dentro del período.
John Herschel mostró en sus «Outlines of Astronomy» de qué sirve al observador el período cronológico, y dio tablas para la conversión. Los astrónomos lo adoptaron pronto, porque su tarea era exactamente aquella para la que la cuenta servía: restar una fecha de otra y obtener un número de días, sin pensar en meses ni en años bisiestos.
El seguimiento de los primeros satélites artificiales se hacía por telégrafo y en máquinas de calcular, donde cada cifra de más costaba dinero y errores. Entonces se restaron 2 400 000,5 de la fecha juliana, quitando de golpe dos millones y corriendo el comienzo del día a la medianoche, y la fecha modificada así obtenida se volvió norma de todo servicio que trabaja día y noche.
Todo fotograma de un telescopio de sondeo lleva en su cabecera la fecha modificada del centro de la exposición, mientras que los catálogos de estrellas variables dan la época del máximo en fecha juliana completa. La cuenta ha sobrevivido a una reforma del calendario, a un cambio de escalas de tiempo y al paso de la placa fotográfica al detector, porque no describe nada salvo el número de orden del día.
Una magnitud sin patrón ni error
La fecha juliana no se puede medir, y en ella no hay nada que verificar: no es una propiedad del mundo sino un modo de numerar, y su corrección la asegura la aritmética, no un instrumento. Todo lo que puede salir mal reside en la fracción, donde aparece la física verdadera: allí hay que saber en qué escala se tomó el tiempo, si se tuvo en cuenta el desfase de los relojes atómicos y si el instante se refirió al centro de masas.
Eso explica su longevidad. Los calendarios se sucedieron, diez días fueron tachados por decreto, al segundo se le añadieron inserciones y ahora se disponen a suprimirlas, mientras que el número de orden del día seguía su camino sin responder a nada de ello. Una observación anotada en fecha juliana en 1860 se resta de una actual sin una sola corrección por reformas, y era exactamente lo que se buscaba.
Catálogo · unidades de medida
Una ficha para cada magnitud
Siete unidades básicas del SI, veintidós derivadas con nombre propio y magnitudes ajenas al sistema sin las cuales no funcionarían ni la técnica ni el calendario.