شبانهروز
یکای بیرون از SI که کاربردش مجاز است · کمیت: زمان
خورشید پس از بیست و چهار ساعت به همان نقطهٔ آسمان بازنمیگردد. در پایان دسامبر روز نیم دقیقه بلندتر میپاید، در میانهٔ سپتامبر بیست ثانیه کوتاهتر، و در گذر یک سال این تفاوت شکل هشت را در آسمان میکشد.
01 · تعریف
یک روز دقیقاً 86 400 ثانیه است، یعنی بیست و چهار ساعت. این تعریفی است از راه ثانیهٔ SI نه از راه چرخش زمین: سیاره دیگر به آن بسته نیست و به طور میانگین روزی نزدیک یک هزارم ثانیه عقب میماند.
روزها در حقیقت چند گونهاند. روز نجومی زمان یک چرخش زمین نسبت به ستارگان دور است، بیست و سه ساعت و پنجاه و شش دقیقه. روز خورشیدی زمان میان دو ظهر است و بلندتر: تا زمین میچرخد، بر مدار خود نزدیک یک درجه پیش میرود، و برای آنکه خورشید دوباره در جنوب بایستد باید آن چهار دقیقه را بچرخاند. در گذر سال این چرخشهای افزون درست یک روز نجومی دیگر میشوند: در سال 366 روز نجومی هست در برابر 365 روز خورشیدی.
اما روز خورشیدی هم ثابت نیست. مدار بیضی است و در زمستان زمین تندتر میرود — پس چرخاندن بیشتری لازم است. محور کج است و تصویر حرکت بر استوای آسمانی با فصل دگرگون میشود. دو اثر روی هم میافتند و میان بلندترین و کوتاهترین روز حقیقی پراکندگی نزدیک یک دقیقه پدید میآورند. روز خورشیدی میانگین ساختگی است و اخترشناسان آن را از همین رو آوردند که ساعتها نمیتوانند ناهموار بروند.
تفاوت انباشته میان زمان حقیقی و میانگین را معادله زمان مینامند. به سبب آن ساعت آفتابی گاه پیش میافتد و گاه پس میماند، و خورشید که در سراسر سال در یک ساعت عکس گرفته شود، در آسمان شکل هشت میکشد — آنالما. این تنها شکلی است که ابزار نمیکشدش، بلکه ناسازگاری دو تعریف از یک روز میکشد.
در راست آنالما: جای خورشید در یک ساعت معین در سراسر سال. افقی معادله زمان، عمودی میل. در چپ درازای روز خورشیدی حقیقی در آن تاریخ در برابر بیست و چهار ساعت گرد. لغزندهٔ دوم جا را درون منطقهٔ زمانی جابهجا میکند و نشان میدهد ظهر بر پایهٔ ساعت دیواری کی میافتد.
در یک روز زمین بر مدار خود نزدیک یک درجه پیش میرود. چرخش نسبت به ستارگان پایان یافته، اما خورشید جابهجا شده است و سیاره باید اندکی بیشتر بچرخد — همان چهار دقیقه.
02 · تبدیل
مقداری وارد کنید تا این برگه آن را تبدیل کند
کاربرد روز همراه دقیقه و ساعت مجاز است، اما پیشوند نمیگیرد: «کیلوروز» در هیچ استانداردی نیست. برای بازههای بلندتر به سال میروند و برای کوتاهتر به ساعت.
روز یولیانی در اخترشناسی دقیقاً 86 400 ثانیهٔ SI است و نه بیشتر: شمارشی پیوسته از ظهر یکم ژانویهٔ 4713 پیش از میلاد، بیماه، بیسال کبیسه و بیاصلاح گاهشمار. همین است که میگذارد گرفتی را که کاتبان بابل نوشتهاند با اندازهگیری دیروز بسنجند.
روز مریخ سی و نه دقیقه از روز ما بلندتر است. گردانندگان کاوشگرها ناچار بودند ماههای نخست مأموریت بر پایهٔ آن زندگی کنند و هر بار روز کاری را چهل دقیقه جلو ببرند — در نزدیک پنج هفته برنامه یک دور کامل صفحهٔ ساعت را میگشت.
| یادداشت | |||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · مرتبههای بزرگی
روزهای جهانهای دیگر04 · ابزارهای اندازهگیری
چرخش سیاره را با چه میگیرند
لولهای که سخت در صفحهٔ نصفالنهار نشانده شده است: تنها میتواند بالا و پایین رود. اخترشناس لحظهای را میگیرد که ستارهای از تار میگذرد، و از رشتهای از این گذرها درازای روز نجومی به دست میآید. دو سده این دقیقترین ساعت موجود بود — دقیق از آن رو که خود آسمان کار آونگ را میکرد.
آونگی آزاد در ظرف خلأ، با همزادی که بیرون رانده میشود. در دههٔ 1930 چنین ساعتهایی از چرخش زمین دقیقتر شدند، و همانها نخستین بار نشان دادند که سیاره برنامه نگاه نمیدارد.
از 1967 ثانیه با گذاری در اتم سزیم تعریف میشود و روز دقیقاً 86 400 از آن ثانیهها شد. پیوند با سیاره بریده شد: زمین از این پس پیش بیفتد یا پس بماند، روز سر مویی دگرگون نمیشود.
دو آنتن در دو قارهٔ جدا به یک کوازار گوش میسپارند، و از تفاوت رسیدن سیگنال سوی زمین تا کسرهای هزارم ثانیه به دست میآید. امروز درازای روز چنین سنجیده میشود — این سیاره است که با آسمان سنجیده میشود، نه وارون آن.
05 · قواعد نگارش
d با حرف کوچک، پیشوند نمیگیرد
نماد بینالمللی d کوچک بینقطه است؛ در فارسی «روز» را کامل هم مینویسند. D بزرگ را دیوپتر گرفته است، پس بزرگی و کوچکی حرف بیاهمیت نیست. در یکاهای مرکب روز با نقطهٔ میانی یا ممیز نوشته میشود: mg/(kg·d)، mm/d.
سطر پایانی موشکافی بیهوده نیست، سرچشمهٔ خرابیهای واقعی است. روزی که ثانیهٔ کبیسه دارد 86 401 ثانیه دارد، و کدی که دقیقاً 86 400 را فرض کرده در آن روز میشکند — در 2012 چنین شد و در 2015 دوباره.
06 · یکاهای همسایه
روز میان ساعت و سال ایستاده است و هر دو پیوند به شیوهٔ خود ناگرد است: در یک روز دقیقاً بیست و چهار ساعت هست، اما در یک سال 365,2422 روز، و هیچ گرد کردنی آن کسر را برنمیدارد — تنها آن را به گاهشمار میبرد.
1/24 روز
86 400 s
365,25 d
در زهره نشانهٔ رابطهٔ نخست وارون میشود: واپسگرد میچرخد و روز خورشیدیاش از روز نجومیاش کوتاهتر است. JD تاریخ یولیانی است، شمارش پیوستهٔ روزها برای اخترشناسی.
07 · بخش تاریخی
چگونه روز از زمین جدا شد
ثانیه را 1/86 400 روز خورشیدی میانگین تعریف میکنند. این تعریف نزدیک یک سده و نیم پایید و استوار مینمود: زمین مطمئنترین ساعتی بود که در دست بود.
ساعتهای کوارتز و آونگی آن را نشان میدهند: درازای روز در گذر سال به هزارم ثانیه میلغزد. گناه از بازپخش فصلی تودههای هواست و از کشند — سیاره جسم سخت نیست و برنامه نگاه نمیدارد.
سازشی: ساعتها بر پایهٔ اتم میروند، اما هر چند سال یک ثانیهٔ افزون در مقیاس میگنجانند تا ظهر از خورشید دور نیفتد. بیست و هفت گنجاندن در نیم سده، همه به خاطر تفاوتی که بیابزار کسی درنمییابد.
کنفرانس عمومی تصمیم میگیرد گنجاندن ثانیه را بس کند: سامانههای رقمی به سبب آن بیش از آنکه انحراف از خورشید کسی را بیازارد میشکنند. تا 2035 مقیاس یکسره از سیاره جدا میشود.
یکایی که دیگر با پدیدهٔ خود نمیخواند
اصطکاک کشندی زمین را ترمز میکند: ماه اقیانوس را میکشد، برآمدگی از چرخش واپس میماند و سیاره را نگاه میدارد. روز در هر سده نزدیک 1,8 هزارم ثانیه بلندتر میشود — در دوران دونین به بیست و دو ساعت نمیرسید، و خطهای رشد مرجانها گواهاند: نزدیک 400 خط در سال.
از این رو روز امروزین یکایی است که از پدیدهٔ نامبخش خود صادقانه جدا شده است. 86 400 ثانیه یک عدد است؛ چرخش سیاره فرایندی است که دیگر در آن نمیگنجد — تفاوت را ثانیههای کبیسه پر میکنند و از 2035 خواهند گذاشت همچنان انباشته شود.
فهرست · یکاهای اندازهگیری
شناسنامهای برای هر کمیت
هفت یکای پایهٔ SI، بیست و دو یکای برآمده با نام ویژهٔ خود، و کمیتهای بیرون از دستگاه که بی آنها نه فن کار میکند نه گاهشمار.