Год
Внесистемная астрономическая единица · величина: время
К 1582 году весеннее равноденствие сползло с 21 марта на 11-е. Пасху считали по правилу, привязанному к 21 марта, и она медленно уходила в лето. Григорий XIII приказал вычеркнуть из октября десять дней: за 5-м числом сразу пошло 15-е. Причина простая — юлианский год длиннее настоящего на 11 минут. За 1257 лет от Никейского собора эти минуты сложились почти в десять суток.
Дальше выяснилось, что «настоящий год» тоже не один. Земля возвращается к точке равноденствия за одно время, к той же звезде — за другое, к ближайшей точке орбиты — за третье. Разница в минутах, но она есть, и календарь пришлось строить на одном из этих чисел.
01 · Определение
Год — время одного обращения Земли вокруг Солнца. Загвоздка в том, откуда считать. Тропический год — от равноденствия до равноденствия, 365,242190 суток. Сидерический — до той же звезды, 365,256363. Аномалистический — до перигелия, ближайшей к Солнцу точки орбиты, 365,259636.
Тропический короче сидерического на 20 минут 24 секунды. Виновата прецессия: ось Земли медленно описывает конус, и точка равноденствия едет навстречу движению планеты на 50,29 угловой секунды в год. Земля встречает её чуть раньше, чем доходит до звезды. Полный круг ось делает за 25 771 год.
Аномалистический год длиннее сидерического: сама орбита тоже поворачивается, только вперёд, на 11,6 секунды дуги в год. Поэтому перигелий сдвигается по календарю — сейчас Земля ближе всего к Солнцу около 3 января, а через 10 тысяч лет это будет июль.
Календарь считает по тропическому: людям важны сезоны, а не звёзды. Целого числа суток в нём нет, поэтому високосы вставляют по правилу. Стенд справа показывает, что даёт каждое правило через тысячи лет.
Задайте правило високосов — сколько лишних суток вставлять на каждые 400 лет — и посмотрите, куда за это время уедет дата равноденствия. Тонкие линии — четыре исторических календаря, толстая с подсветкой — ваше правило.
Пунктирный овал сверху — путь, который описывает земная ось за 25 771 год. Из-за него точка равноденствия смещается навстречу Земле, и планета доходит до неё, не завершив полного круга по звёздам. Двадцать минут в год — это вся разница между временем сезонов и временем звёзд.
02 · Пересчёт
Введите значение — паспорт пересчитает
Приставки к году разрешены и в ходу у геологов: ka — тысяча лет, Ma — миллион, Ga — миллиард. Возраст Земли пишут как 4,54 Ga, и это законная запись.
Третье семейство в таблице — год в документах. Там он бывает ровно 365 суток, а бывает и 360: банки давно считают месяц по 30 дней, чтобы проценты делились без остатка.
Юлианский год — единственный, у которого длина задана точно: 365,25 суток, ровно 31 557 600 секунд. Его оставили не как календарь, а как линейку: через него определён световой год и считаются эфемериды. Тропический год для этого не годится — он медленно меняется, укорачиваясь примерно на половину секунды в столетие.
| Пояснение | |||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Порядки величин
от одного оборота до возраста Вселенной04 · Приборы измерения
Чем ловят длину года
Отверстие в куполе собора и латунная полоса на полу. Солнечный зайчик каждый полдень падает на неё в новом месте, а в день равноденствия — в одну и ту же точку. Кассини сделал такую линию в Сан-Петронио в Болонье и по ней уточнял длину года: чем длиннее линия, тем точнее засечка.
Кольцо ставят в плоскости небесного экватора. Пока Солнце южнее, тень лежит внутри; в момент равноденствия свет проходит ровно по краю. Такими кольцами Гиппарх сравнил свои наблюдения с александрийскими и заметил, что точка равноденствия смещается — так и открыли прецессию.
Труба, закреплённая строго в плоскости меридиана: она умеет только качаться вверх-вниз. Астроном ловит момент, когда звезда пересекает крест нитей, и записывает время. Так измеряют сидерический год — по возвращению звезды, а не Солнца.
Сегодня год не измеряют по Солнцу. Антенны на разных материках слушают один и тот же квазар, из разницы прихода сигнала получают ориентацию Земли, а длину года берут из численных эфемерид. Точность — миллисекунды, и она показала, что тропический год медленно укорачивается.
05 · Правила записи
a, ka, Ma — и русское «г.»
Символ года — строчная латинская a, от annus. Приставки СИ к нему разрешены: ka, Ma, Ga. Прописная A занята ампером, а строчная a без числа рядом легко путается с аром — единицей площади в 100 квадратных метров. В русском тексте после числа ставят «г.» с пробелом и точкой, а в диапазоне лет точку не повторяют: 1941—1945 гг.
Отдельная ловушка — какой именно год имеется в виду. В астрономии и в определении светового года это юлианский год, ровно 365,25 суток. В климатологии и хронологии — тропический. Разница мала, но на миллионах лет она даёт тысячи лет расхождения, поэтому в геологических работах вид года указывают прямо.
06 · Соседние единицы
Год стоит между сутками и веком, и обе связи неровные: суток в нём не целое число, а век — просто круглая сотня, без всякой астрономии. Ровно сходится только 400-летний цикл григорианского календаря.
1/365,2422 года
31 556 925 s
10 веков
Правило Григория выражается одной дробью: 97 високосов на 400 лет вместо ста. Отсюда 146 097 суток в цикле и средний год 365,2425 суток — на 26 секунд длиннее тропического. Сутки ошибки набегут через 3226 лет; на такой срок вперёд календарь никто и не проектировал.
07 · Исторический раздел
Как год чинили четыре раза
Жрецы вставляли лишний месяц по своему усмотрению, и календарь разошёлся с сезонами на три месяца. Цезарь свёл всё в один год: 445 суток, «год замешательства». Со следующего пошло простое правило — 365 суток и один лишний день каждый четвёртый год.
Собор привязал расчёт Пасхи к весеннему равноденствию, а равноденствие — к 21 марта. С этого момента ошибка юлианского года перестала быть астрономической мелочью: она поехала в церковный календарь и стала считаться вслух.
Булла Григория XIII убрала накопленные десять суток и поменяла правило: годы, кратные 100, високосными не считать, кратные 400 — считать. Дни недели при этом не сбились: за четвергом 4 октября пришла пятница 15-го.
Милутин Миланкович предложил считать високосными вековые годы, у которых остаток от деления на 900 равен 200 или 600. Получается 218 високосов на 900 лет и средний год 365,242222 суток — ближе к настоящему, чем григорианский. До 2800 года обе системы совпадают день в день.
Единица, которая не стоит на месте
У метра есть определение через скорость света, у секунды — через частоту атома цезия. У года нет ни эталона, ни постоянного значения. Тропический год медленно укорачивается: примерно на половину секунды в столетие. Причина в том же качании оси и в притяжении других планет, которые понемногу разворачивают орбиту Земли.
Поэтому в СИ год не входит. Астрономы для расчётов взяли юлианский год и просто назначили ему точную длину — 365,25 суток. Это уже не измерение природы, а линейка с круглым числом. А календарь остался на тропическом годе, и его правило високосов — не физика, а подгонка дроби: 97 суток на 400 лет.
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. На 36 языках.