Rok
Jednostka astronomiczna spoza SI · wielkość: czas
Do 1582 roku równonoc wiosenna zsunęła się z 21 na 11 marca. Wielkanoc wciąż liczono według reguły przywiązanej do 21 marca i powoli odchodziła w lato. Grzegorz XIII kazał skreślić z października dziesięć dni: po 4 przyszedł od razu 15. Powód był prosty — rok juliański jest o 11 minut dłuższy od prawdziwego, a przez 1257 lat od Nicei te minuty złożyły się na prawie dziesięć dób.
A okazuje się, że i „prawdziwy rok” nie jest jeden. Ziemia wraca do równonocy w jednym czasie, do tej samej gwiazdy w innym, do peryhelium w trzecim. Różnice liczy się w minutach, ale przez wieki robią się z nich doby — i właśnie o to potykali się wszyscy, którzy naprawiali kalendarz.
01 · Definicja
Rok to czas jednego obiegu Ziemi wokół Słońca. Szkopuł w tym, skąd liczyć. Rok zwrotnikowy idzie od równonocy do równonocy i trwa 365,242190 doby; gwiazdowy wraca do tej samej gwiazdy i trwa dłużej; juliański został po prostu ustalony na dokładnie 365,25 doby. To, który z nich się ma na myśli, rozstrzyga o całej reszcie.
Rok zwrotnikowy jest o 20 minut 24 sekundy krótszy od gwiazdowego. Winna jest precesja: oś Ziemi powoli zatacza stożek, a punkt równonocy cofa się planecie na spotkanie. Ziemia napotyka go nieco wcześniej, niż dojdzie do gwiazdy. Te dwadzieścia minut rocznie to cała precesja, rozłożona na jeden obieg.
Rok anomalistyczny jest dłuższy od gwiazdowego: sama orbita również się obraca, tyle że do przodu, i Ziemia potrzebuje kawałka więcej, by znów dojść do peryhelium. Trzy lata, trzy odpowiedzi na to samo pytanie, kiedy Ziemia jest „z powrotem”.
Kalendarz trzyma się roku zwrotnikowego: ludziom zależy na porach roku, nie na gwiazdach. Całkowitej liczby dób w nim nie ma i ta jedna okoliczność jest źródłem każdej reguły przestępności, jaką kiedykolwiek napisano.
Ustaw regułę przestępności — ile dób wstawiać na każde 400 lat — i zobacz, dokąd odjedzie data równonocy. Linia przerywana to rok egipski z 365 dób, całkiem bez wstawek; ciągła to twoja reguła.
Przerywany owal u góry to droga, którą oś Ziemi zatacza w ciągu 25 771 lat. Przez nią punkt równonocy zsuwa się wstecz wzdłuż orbity i dlatego rok zwrotnikowy jest krótszy od gwiazdowego. Za jakieś trzynaście tysięcy lat gwiazdą polarną będzie Wega.
02 · Przeliczanie
Wpisz wartość — karta ją przeliczy
Przedrostki przy roku są dozwolone i geolodzy używają ich na co dzień: ka to tysiąc lat, Ma milion, Ga miliard. Wiek Ziemi zapisuje się jako 4,54 Ga i jest to zapis prawidłowy.
Trzecia rodzina w tabeli to rok w dokumentach. Tam bywa raz dokładnie 365 dób, a raz 360: rok bankowy z dwunastu równych miesięcy wymyślono po to, żeby odsetki wychodziły bez reszty, i przeżył liczydło o całe stulecia.
Rok juliański jest jedyny, którego długość ustalono dokładnie: 365,25 doby, równo 31 557 600 sekund. Niczemu w przyrodzie nie odpowiada — po prostu się na niego umówiono, bo astronomia potrzebuje roku, który się nie przesuwa. Przez niego zadany jest rok świetlny.
| Uwaga | |||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Rzędy wielkości
od jednego obiegu do wieku Wszechświata04 · Przyrządy pomiarowe
Czym chwyta się długość roku
Otwór w kopule katedry i mosiężny pas w poprzek posadzki. Każdego południa plamka słońca pada na pas, a jej miejsce mówi datę. Takie linie południkowe budowano w kościołach po całych Włoszech w siedemnastym wieku i mierzyły długość roku lepiej niż jakikolwiek przyrząd swoich czasów.
Pierścień ustawia się w płaszczyźnie równika niebieskiego. Dopóki Słońce jest na południe od niej, cień pada do wewnątrz; w chwili równonocy cień pierścienia kładzie się dokładnie na sam pierścień. Dość proste, by odlać w brązie, i dokładne co do kilku godzin.
Rura umocowana ściśle w płaszczyźnie południka: potrafi tylko kiwać się w górę i w dół. Astronom notuje chwilę, w której gwiazda przechodzi przez krzyż nitkowy, a z szeregu takich przejść wychodzi długość roku. Tak mierzono od osiemnastego wieku głęboko w dwudziesty. Wcześniej długość roku zwrotnikowego podał Kopernik w „De revolutionibus” z 1543 roku, i to z jego liczb korzystali ci, którzy przygotowywali reformę gregoriańską.
Dziś roku nie mierzy się wedle Słońca. Anteny na różnych kontynentach słuchają tego samego kwazara, a z różnicy czasów dotarcia sygnału wychodzi położenie Ziemi co do ułamków milisekundy. Rok wypada z tego jako produkt uboczny.
05 · Zasady zapisu
a, ka, Ma — i zwykłe „r.”
Symbolem roku jest małe łacińskie a, od annus. Przedrostki SI są dozwolone: ka, Ma, Ga. Wielkie A byłoby amperem, więc mała litera ma znaczenie. Po polsku pisze się „r.” z kropką, po angielsku yr.
Osobną pułapką jest to, o który rok chodzi. W astronomii i w definicji roku świetlnego jest to rok juliański, dokładnie 365,25 doby. W kalendarzu jest to średnia gregoriańska 365,2425. W przyrodzie jest to rok zwrotnikowy 365,242190. Trzy liczby, jeden symbol i nic w symbolu, co by je rozróżniało.
06 · Jednostki sąsiednie
Rok stoi między dobą a wiekiem i oba złącza są krzywe. Liczba dób w nim nie jest całkowita, a wiek to tylko okrągła setka, bez niczego astronomicznego za sobą. Jedyny dokładny związek, jaki rok ma, to związek z cyklem gregoriańskim: 400 lat daje 146 097 dób.
1/365,2422 roku
31 556 925 s
10 wieków
Reguła Grzegorza mieści się w jednym ułamku: 97 dni przestępnych na 400 lat zamiast stu. Stąd 146 097 dób w cyklu i rok średni 365,2425 doby — o 26 sekund dłuższy od zwrotnikowego. Doba błędu zbiera się przez 3226 lat; nikt nie projektował kalendarza na taki termin.
07 · Dział historyczny
Jak rok naprawiano cztery razy
Pontyfikowie wstawiali dodatkowy miesiąc, kiedy im się podobało, i kalendarz rozszedł się z porami roku o trzy miesiące. Cezar przywrócił go jednym cięciem: rok 46 przed naszą erą dostał 445 dób i został zapamiętany jako rok zamętu. Od następnego roku jedna doba więcej co cztery lata.
Sobór przywiązał rachubę Wielkanocy do równonocy wiosennej, a równonoc do 21 marca. Od tej chwili błąd kalendarza przestał być sprawą astronomów, a stał się sprawą Kościoła: przesuwanie ruszało samo święto.
Bulla Grzegorza XIII zdjęła nazbierane dziesięć dób i zmieniła regułę: lata podzielne przez 100 nie są przestępne, chyba że dzielą się także przez 400. Rzeczpospolita przyjęła ją od razu, w tym samym październiku 1582 roku co Hiszpania i Portugalia — byliśmy wśród pierwszych w Europie. Kraje protestanckie zwlekały dziesięciolecia, Brytania do 1752, Rosja do 1918.
Milutin Milanković zaproponował, by za przestępne uznawać te lata stuletnie, których reszta z dzielenia przez 900 wynosi 200 albo 600: 218 dób na 900 lat, rok średni 365,242222 doby. To bliżej prawdziwego niż reguła gregoriańska, i konferencja prawosławna z 1923 roku ją przyjęła — oba kalendarze rozejdą się jednak dopiero w 2800 roku.
Jednostka, która nie stoi w miejscu
Metr ma definicję przez prędkość światła, sekunda przez częstotliwość cezu. Rok nie ma żadnej: nie ustala go doświadczenie, tylko odczytuje się go z planety, która bez przerwy zmienia własny ruch. Nie ma do czego go przycumować.
Dlatego rok nie należy do SI. Do swoich rachunków astronomowie wzięli rok juliański i po prostu przypisali mu dokładną długość — 365,25 doby, 31 557 600 sekund. Nie dlatego, że tak mówi przyroda, lecz dlatego, że potrzebna jest liczba stała, a ta jest najokrąglejsza.
Katalog · jednostki miary
Karta dla każdej wielkości
Siedem jednostek podstawowych SI, dwadzieścia dwie pochodne z własnymi nazwami i wielkości spoza układu, bez których nie działałaby ani technika, ani kalendarz.