Век
Внесистемная единица счёта времени · величина: время
В 1859 году Урбен Леверье закончил расчёт движения Меркурия и получил невязку. Перигелий планеты поворачивался чуть быстрее, чем позволяла ньютоновская механика: лишние 38 угловых секунд за сто лет. За год это меньше половины секунды дуги — такое не увидишь ни в один телескоп. Ошибку заметили только потому, что наблюдения складывали веками.
Леверье решил, что между Солнцем и Меркурием прячется планета, и назвал её Вулканом. Её искали пятьдесят лет и не нашли. В ноябре 1915 года Эйнштейн подставил Меркурий в уравнения общей теории относительности, и лишние секунды вышли сами: 43 за век. Век оказался тем интервалом, на котором видна кривизна пространства.
01 · Определение
Век — сто лет. Всё определение: у него нет ни движения планеты, ни колебания атома, ни эталона в хранилище. Есть только круглое число в десятичной системе счисления.
Но у астрономов век — рабочая единица с точной длиной. Юлианский век равен 36 525 суткам ровно, то есть ста юлианским годам по 365,25 суток. Через него задают время в формулах небесной механики: положение планеты считают не «на такую-то дату», а по числу веков, прошедших от эпохи J2000.0 — полудня 1 января 2000 года.
Это не случайное удобство. Медленные эффекты в механике так и называются — вековые. Прецессия, поворот орбит, изменение наклона эклиптики, замедление вращения Земли: за год каждый из них ничтожен, за век превращается в число, которое можно измерить и сверить с теорией.
Стенд справа считает четыре таких хода. Ползунок задаёт, сколько веков прошло, и показывает, когда накопленное станет заметным.
Четыре медленных эффекта. Синяя кривая — сколько накопится за выбранное число веков, красная черта — порог, на котором это впервые становится видно. Ползунок двигает время.
Меркурий не возвращается в ту же точку: эллипс медленно проворачивается вокруг Солнца, и красная метка перигелия уходит вперёд. На рисунке движение ускорено в миллионы раз. В действительности за целый век метка сдвигается на 43 угловые секунды сверх расчётного — это толщина человеческого волоса на вытянутой руке.
02 · Пересчёт
Введите значение — паспорт пересчитает
Базой взят юлианский век: 36 525 суток ровно. Это единственная длина века, у которой нет погрешности, потому что она назначена, а не измерена.
Третье семейство в таблице — вековые скорости. Введите число веков, и таблица покажет, сколько накопит каждый медленный процесс за это время.
Двадцатый век — это 1901—2000 годы, а не 1900—1999. Счёт лет начали с первого, нулевого года в нём нет: за 1 годом до нашей эры сразу идёт 1 год нашей. Поэтому первая сотня закрылась сотым годом, а каждая следующая — годом на «01» в начале. Спор про то, когда наступил новый век, повторялся в 1800, 1900 и 2000 годах и каждый раз кончался ничем.
| Пояснение | |||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Порядки величин
от одного века до возраста Вселенной04 · Приборы измерения
Прибора нет — есть архив
Вавилонские писцы записывали затмения с датой и временем. Мы знаем, на сколько Земля отстала от идеальных часов за двадцать пять веков, только благодаря этим табличкам: если пересчитать древнее затмение по нынешней скорости вращения, оно приходит не туда, где его видели.
Обсерватория десятилетиями измеряет положения звёзд и печатает каталог. Через век его сравнивают с новым — и по расхождению получают собственные движения звёзд и прецессию. Прибор здесь один, а измерение делают два поколения астрономов.
Импульс лазера уходит к уголковым отражателям, оставленным на Луне, и возвращается через две с половиной секунды. Пятьдесят лет таких выстрелов дают вековую скорость: Луна уходит от нас на 3,8 сантиметра в год, то есть почти на четыре метра за век.
Четыреста часов в разных странах складывают в одну шкалу TAI. Она идёт ровно, а Земля — нет: сутки удлиняются примерно на 1,8 миллисекунды за век. Расхождение накапливается квадратично, и его гасят, добавляя к всемирному времени секунду.
05 · Правила записи
Римскими цифрами и без нулевого года
Официального символа у века нет: в СИ его нет вовсе, а в астрономии пишут cy или century, обычно в знаменателе — 42,98″/cy. В русском тексте номер века ставят римскими цифрами и сокращают до «в.», для нескольких — «вв.». Наращивать окончание к римской цифре нельзя.
Отдельная ловушка — годы до нашей эры. У историков нулевого года нет: за 1 годом до н. э. идёт 1 год н. э. У астрономов он есть: год 0 — это 1 до н. э. Поэтому одна и та же дата у историка и астронома различается на единицу, и в работах по хронологии всегда указывают, какой счёт использован.
06 · Соседние единицы
Вокруг века всё держится на десятке: год, век, тысячелетие. Ни одна из этих границ ничему в природе не соответствует — но именно век попал в формулы небесной механики и остался там.
1/100 века
36 525 d
10 веков
Вот почему век удобен. Сутки удлиняются медленно, но расхождение часов с вращением Земли растёт как квадрат времени: за один век — около половины минуты, за двадцать пять веков — почти пять с половиной часов. Древнее затмение, посчитанное без этой поправки, приходится не на ту страну.
07 · Исторический раздел
Сначала срок жизни, потом сто лет
У этрусков век кончался, когда умирал последний человек, родившийся в его начале. Длина получалась разная: сто лет, сто десять. Римляне устраивали по этому счёту Секулярные игры — праздник, который никто не мог увидеть дважды. Русское «век» пришло к сотне тем же путём: сначала оно значило «срок жизни».
Дионисий Малый предложил считать годы от Рождества и начал с первого: нуля в его счёте не было, потому что в Европе тогда не было и самой цифры. Отсюда все споры о границах веков и разница на единицу между исторической и астрономической датой.
Леверье уже нашёл Нептун на бумаге и попробовал тот же приём снова: если Меркурий идёт не по расчёту, значит рядом есть неучтённая масса. Планету Вулкан искали до 1915 года, несколько раз объявляли открытой и каждый раз ошибались.
Эйнштейн посчитал движение Меркурия по новым уравнениям и получил лишний поворот 43 угловые секунды за век. Ньюком к тому времени уточнил наблюдения до тех же 43. Ничего не подгонялось: число вышло из теории, написанной не для Меркурия. Эйнштейн потом говорил, что у него несколько дней колотилось сердце.
Единица длиннее человека
Век невозможно измерить одним прибором. Любые часы за сто лет либо остановятся, либо будут заменены, а наблюдатель не доживёт до конца измерения. Поэтому величину измеряет не инструмент, а непрерывная запись: каталог, журнал наблюдений, глиняная табличка.
Отсюда странное свойство века. У него нет эталона, зато есть точная длина: 36 525 суток, назначенных договором. И есть работа, которую не делает ни одна другая единица времени — на веках проверяют теории. Сорок три угловые секунды у Меркурия не увидел бы никто, если бы астрономы не складывали наблюдения сто лет подряд.
Каталог · единицы измерения
Паспорт на каждую величину
Семь базовых единиц СИ, двадцать две производные с собственными именами и внесистемные величины, без которых не обходится ни наука, ни быт. Каждая — отдельный лист: определение, пересчёт, приборы, правила записи, история.