Døgn
Enhet utenfor SI, tillatt til bruk · størrelse: tid
Solen vender ikke tilbake til samme punkt på himmelen etter tjuefire timer. I slutten av desember varer døgnet et halvt minutt lengre, midt i september en tjue sekunder kortere, og over et år tegner forskjellen et åttetall på himmelen.
01 · Definisjon
Ett døgn er nøyaktig 86 400 sekunder, altså tjuefire timer. Det er en definisjon gjennom SI-sekundet og ikke gjennom Jordens rotasjon: planeten er ikke lenger bundet til den og sakker i gjennomsnitt akterut med omkring ett millisekund i døgnet.
Det finnes i virkeligheten flere slags døgn. Det sideriske er tiden for én omdreining av Jorden i forhold til de fjerne stjernene, tjuetre timer femtiseks minutter. Soldøgnet er tiden mellom to middager, og det er lengre: mens Jorden dreier rundt, rekker den nesten en grad langs banen sin, og for at Solen igjen skal stå i sør må disse fire minuttene dreies til. Over et år legger de ekstra omdreiningene seg sammen til nøyaktig ett ytterligere stjernedøgn: det er 366 av dem på et år mot 365 soldøgn.
Men soldøgnet er heller ikke konstant. Banen er elliptisk, og om vinteren går Jorden fortere — det må altså dreies mer til. Aksen heller, og projeksjonen av bevegelsen på himmelekvator endrer seg med årstiden. De to virkningene legges sammen og gir en spredning på omkring ett minutt mellom det lengste og det korteste sanne døgnet. Middelsoldøgnet er en fiksjon, innført av astronomer nettopp fordi ur ikke kan gå ujevnt.
Den oppsamlede forskjellen mellom sann og middeltid kalles tidsligningen. På grunn av den går et solur snart foran, snart etter, og Solen, fotografert på samme klokkeslett året gjennom, tegner et åttetall på himmelen — analemmaet. Det er den eneste figuren som ikke tegnes av et instrument, men av uenigheten mellom to definisjoner av samme døgn.
Til venstre analemmaet: Solens plass på samme klokkeslett året gjennom. Vannrett tidsligningen, loddrett deklinasjonen. Til høyre lengden av det sanne soldøgnet den datoen mot runde tjuefire timer. Den andre skyveren flytter stedet innenfor tidssonen og viser når middagen faller etter klokken på veggen.
På ett døgn rekker Jorden omkring en grad langs banen sin. Omdreiningen i forhold til stjernene er allerede fullført, men Solen har flyttet seg, og planeten må dreie litt til — nettopp de fire minuttene.
02 · Omregning
Skriv inn en verdi — bladet regner den om
Døgnet er tillatt sammen med minuttet og timen, men prefikser brukes ikke på det: et «kilodøgn» står ikke i noen standard. Til lengre perioder går man over til året, til kortere til timen.
Det julianske døgnet i astronomien er nøyaktig 86 400 SI-sekunder og intet annet: en ubrutt telling fra middag den 1. januar 4713 f.Kr., uten måneder, skuddår og kalenderreformer. Det er dette som gjør det mulig å sammenligne en formørkelse nedskrevet av babylonske skrivere med en måling gjort i går.
Marsdøgnet er trettini minutter lengre enn vårt. Rover-lagene måtte leve etter det de første månedene av et oppdrag og flytte arbeidsdagen førti minutter hver gang — på omkring fem uker gikk vaktplanen hele veien rundt urskiven.
| Merknad | |||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Størrelsesordener
andre verdeners døgn04 · Måleinstrumenter
Hva man fanger planetens omdreining med
Et rør festet strengt i meridianens plan: det kan bare heves og senkes. Astronomen fanger øyeblikket da en stjerne krysser tråden, og av en rekke slike passasjer følger stjernedøgnets lengde. I to århundrer var dette det nøyaktigste uret som fantes — nøyaktig nettopp fordi himmelen selv tjente som pendel.
En fri pendel i et vakuumkar med en styrt tvilling utenfor. På 1930-tallet ble slike ur nøyaktigere enn Jordens rotasjon, og det var de som først viste at planeten ikke holder ruteplan.
Siden 1967 er sekundet definert gjennom en overgang i cesiumatomet, og døgnet ble nøyaktig 86 400 slike sekunder. Båndet til planeten ble kuttet: Jorden kan nå gå foran eller etter, døgnet endrer seg ikke et hår.
To antenner på forskjellige verdensdeler lytter til den samme kvasaren, og av forskjellen i signalets ankomst bestemmes Jordens orientering til brøkdeler av et millisekund. Slik måles døgnets lengde i dag — det er planeten som prøves mot himmelen, ikke omvendt.
05 · Skriveregler
d med liten bokstav, prefikser finnes ikke
Det internasjonale symbolet er en liten d uten punktum; på norsk skriver man også «døgn» fullt ut. Stor D er opptatt av dioptrien, så skrivemåten er ikke likegyldig. I sammensatte enheter står døgnet med midtpunkt eller skråstrek: mg/(kg·d), mm/d.
Siste linje er ingen flisespikkeri, men kilden til virkelige havarier. Et døgn med skuddsekund rommer 86 401 av dem, og kode som forutsetter nøyaktig 86 400 går i stykker den dagen — slik gikk det i 2012 og igjen i 2015.
06 · Naboenheter
Døgnet står mellom timen og året, og begge bånd er ujevne på hver sin måte: i et døgn er det nøyaktig tjuefire timer, men på et år 365,2422 døgn, og ingen avrunding fjerner den brøken — den flytter den bare inn i kalenderen.
1/24 døgn
86 400 s
365,25 d
Hos Venus snur fortegnet i den første sammenhengen: den roterer baklengs, og dens soldøgn er kortere enn dens stjernedøgn. JD er den julianske datoen, en ubrutt døgntelling for astronomien.
07 · Historisk del
Hvordan døgnet ble løsrevet fra Jorden
Sekundet defineres som 1/86 400 av middelsoldøgnet. Definisjonen holdt i nesten halvannet århundre og virket urokkelig: Jorden var det mest pålitelige uret man hadde.
Kvarts- og pendelur viser det: døgnets lengde svinger med millisekunder i løpet av året. Skylden ligger hos den årstidsbestemte omfordelingen av luftmassene og hos tidevannet — planeten er ikke et stivt legeme og holder ingen ruteplan.
Et kompromiss: urene går etter atomet, men hvert par år skytes et ekstra sekund inn i skalaen, så middagen ikke vandrer bort fra Solen. Tjuesju innskudd på et halvt århundre, alle for en forskjells skyld som ingen merker uten instrumenter.
Generalkonferansen vedtar å slutte med å skyte inn sekunder: digitale systemer går oftere i stykker av dem enn avviket fra Solen plager noen. Innen 2035 skilles skalaen endelig fra planeten.
En enhet som har sluttet å falle sammen med fenomenet
Tidevannsfriksjonen bremser Jorden: Månen drar i havet, bulen blir liggende etter rotasjonen og holder planeten tilbake. Døgnet blir omkring 1,8 millisekunder lengre per århundre — i devon nådde det ikke tjueto timer, og korallenes vekstbånd bekrefter det: omkring 400 bånd på et år.
Derfor er nåtidens døgn en enhet som ærlig er løsrevet fra det fenomenet den er oppkalt etter. 86 400 sekunder er et tall; planetens rotasjon er et forløp som ikke lenger passer inn i det — forskjellen dekkes av skuddsekunder, og fra 2035 lar man den ganske enkelt vokse.
Katalog · måleenheter
Et datablad for hver størrelse
Sju SI-basisenheter, tjueto avledede med egne navn og størrelser utenfor systemet, som verken teknikken eller kalenderen klarer seg uten.