Juliánsky dátum
Jednotka mimo sústavu · veličina: okamih v neprerušenom rátaní dní
Astronóm, ktorý má odčítať jeden dátum pozorovania od druhého, sa ocitá v nepríjemnej situácii: medzi nimi môžu ležať mesiace nerovnakej dĺžky, priestupné roky, desať dní vyškrtnutých pri prechode na gregoriánsky kalendár, a ak ide o staré zatmenia, ešte niekoľko nezlučiteľných sústav rátania rokov. Juliánsky dátum toto všetko odstraňuje naraz, lebo jednoducho čísluje dni za sebou, bez mesiacov a bez roku nula: dnes beží . deň od začiatku rátania, včera bežal predchádzajúci, a rozdiel dvoch pozorovaní sa nájde odčítaním.
Začiatok rátania položil Joseph Scaliger na prvého januára roku 4713 pred naším letopočtom v juliánskom kalendári — nie preto, že by sa tam čosi udialo, ale preto, že v tomto bode sa začínali súčasne tri kalendárne cykly používané v chronológii. Deň nechal začínať na poludnie, a to sa ukázalo ako šťastná voľba: pozorovacia noc sa celá zmestí do jediného celého čísla, kým kalendárny dátum sa mení uprostred nej. Jednu nevýhodu toto rátanie má, zato nápadnú: čísla presiahli dva a pol milióna, a aby sa nemuseli písať celé, zaviedol sa roku 1957 kratší, modifikovaný dátum.
01 · Definícia
Juliánsky dátum je počet dní, ktoré uplynuli od poludnia prvého januára roku 4713 pred naším letopočtom v juliánskom kalendári, so zlomkovou časťou, ktorá odpočítava podiel prebiehajúceho dňa. Celé číslo dní bez zlomku sa nazýva juliánske číslo dňa, a aby sa nemuselo písať sedem číslic, od dátumu sa odčíta 2 400 000,5 a získa sa modifikovaný juliánsky dátum, ktorého deň sa začína už o polnoci.
Poludňajší začiatok dňa bol zvolený kvôli pozorovateľovi: noc od večera do rána pripadá doprostred juliánskeho dňa a všetky zápisy jednej zmeny dostávajú to isté celé číslo, kým v kalendári sa uprostred tej noci mení dátum. Pri modifikovanom dátume je začiatok posunutý k polnoci práve preto, že nebol určený ďalekohľadu, ale rádiovému sledovaniu satelitov, kde zmena pracuje nepretržite a kde je ľahšie zladiť zápisy s občianskym kalendárom.
Juliánsky sa dátum nenazýva podľa juliánskeho kalendára, ale podľa Júlia Caesara Scaligera, otca pôvodcu — nešťastná zhoda, ktorú už nikto nenapraví. Samotný začiatok rátania zvolil Scaliger výpočtom: vzal tri chronologické cykly, slnečný o dvadsiatich ôsmich rokoch, lunárny o devätnástich a cyklus indikcií o pätnástich, a hľadal rok, v ktorom sa všetky tri začínali spoločne. Súčin týchto čísel dáva 7980 rokov a ďalší taký bod pripadne až na rok 3268.
Juliánsky dátum sám osebe neurčuje nijakú časovú škálu, ale iba spôsob, ako zapísať okamih; preto sa v presnej práci uvádza, v akej škále je vzatá zlomková časť: JD(UTC) pre pozorovania, JD(TT) pre efemeridy, a pri spracovaní svetelných kriviek ešte barycentrická oprava, lebo svetlo hviezdy dospieva k rôznym bodom dráhy Zeme s rozdielom až šestnástich minút.
Veďte čas jazdcom vo svetovom čase a sledujte dve značky: zlatá je hranica juliánskeho dňa na poludnie, červená je občianska polnoc. Kým ďalekohľad pracuje, červená čiara stihne prejsť stredom zmeny a kalendárny dátum sa zmení, kým zlatá zostáva ďaleko bokom, takže všetky zápisy noci nesú jediné celé číslo.
Svetlo vzdialenej hviezdy nedospeje k Zemi v januári a v júli v ten istý čas: priemer zemskej dráhy prejde za šestnásť a pol minúty. Pre svetelnú krivku premennej hviezdy je taká veličina obrovská, a preto sa pozorovania vzťahujú k hmotnému stredu slnečnej sústavy a zapisujú sa ako barycentrický dátum BJD. Ak sa táto oprava zanedbá, vykreslia sa falošné zmeny periódy, aké v samotnej hviezde nie sú.
02 · Prevod
Zadajte dátum alebo číslo dňa
Prevod medzi všetkými skrátenými podobami je presný, lebo od juliánskeho dátumu ich delí len odčítaná konštanta. Kalendárny riadok sa počíta obvyklým postupom, ale škála zlomkovej časti závisí od toho, kde bol čas vzatý: JD v UTC a JD v terestrickom čase sa dnes líšia o 69,2 sekundy.
Dátumy pred rokom 1582 číta list v juliánskom kalendári, ako je v chronológii zvykom; prepínač kalendára stojí medzi jemnejšími nastaveniami listu.
Zlomková časť juliánskeho a modifikovaného dátumu je posunutá o pol dňa, a preto celé MJD pripadá na polnoc, kým celé JD na poludnie. Chyba o tento pol deň je najčastejšia pri spracovaní archívnych pozorovaní: nekazí rozdiely vnútri jedného radu, zato posúva fázu premennej hviezdy presne o pol periódy, keď sa rady spájajú.
| Hodnota | Poznámka | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Rády veličín
logaritmická škála: odo dňa po celú periódu04 · Meracie prístroje
Čím sa pozorovanie datuje
Poldruha storočia sa dátum pozorovania písal rukou do denníka a juliánske číslo dňa bolo na to pohodlné práve preto, že sa uprostred zmeny nemenilo. Takto zhromaždené archívy svetelných kriviek premenných hviezd sú dodnes v práci: bez neprerušeného rátania by bolo takmer nemožné spojiť pozorovania devätnásteho storočia s dnešnými.
Hviezdny deň je takmer o štyri minúty kratší než slnečný a hodiny pozorovateľa šli podľa hviezd, aby sa ďalekohľad zameriaval podľa rektascenzie bez rátania. Zapísať pozorovanie v hviezdnom čase však nemožno, lebo sa nehodí na rozdiely, a preto vedľa vždy stáli druhé hodiny, občianske, a do denníka šiel práve juliánsky dátum.
V hlavičke každej dnešnej snímky stojí začiatok a koniec expozície a pre fotometriu sa berie jej stred. Zapisuje sa modifikovaným dátumom, lebo je kratší a zmestí sa do bežného čísla s pohyblivou desatinnou čiarkou bez straty číslic, kým plný juliánsky dátum spotrebuje všetku presnosť na svoju celú časť.
Svoj dátum pozorovanie nedostáva od hodín na stene, ale od prijímača, ktorý zachytí signál satelitnej sústavy, a presnosť značky dosahuje desiatky nanosekúnd. Prijímač dáva čas v škále UTC, a preto ten, kto údaje spracúva, sám prevedie zlomkovú časť dátumu na terestrický čas pripočítaním bežného posunu a konštanty 32,184 sekundy.
05 · Pravidlá zápisu
Dátum bez svojej škály nie je úplný
Označenia sa píšu veľkými písmenami bez bodiek a samotné číslo sa oddeľuje medzerou; škála, v ktorej je vzatá zlomková časť, sa uvádza v zátvorke, lebo medzi JD v UTC a JD v terestrickom čase leží viac ako minúta. Podoby rátania sa nemiešajú: modifikovaný dátum má vlastnú konštantu a vlastnú polnoc a pripisovať k nemu «JD» nie je prípustné ani v koncepte.
Prvý zápis privesuje k modifikovanému číslu cudzie označenie a posúva okamih o dva a pol milióna dní. Druhý kladie bodky dovnútra označenia, čo sa nerobí ani pri JD, ani pri MJD. Tretí stráca práve ten pol deň, kvôli ktorému jedna podoba začína na poludnie a druhá o polnoci. A štvrtý si mýli začiatky.
06 · Susedné jednotky
Vedľa stoja všetky skrátené podoby toho istého rátania, vymyslené na rôzne úlohy: skrátený dátum satelitnej telemetrie, redukovaný dátum starých efemeríd a tiež rátanie sekúnd epochy POSIX, zariadené podľa tej istej zásady, len od iného začiatku a v iných jednotkách.
dni rátané od poludnia
dni rátané od polnoci
päť číslic v telemetrii
Z listov Simetria vedľa stoja stupnice UTC, TAI a UT1, ktoré určujú zlomkovú časť dátumu, deň ako jednotka tohto rátania, letopočet, pri ktorých sa líšia začiatky, a storočie, ktorého juliánska podoba s 36 525 dňami vstupuje do vzorca epoch.
07 · Historický oddiel
Rátanie vymyslené kvôli odčítaniu
Rok po gregoriánskej reforme vydal Joseph Scaliger dielo o oprave chronológie, v ktorom navrhol rátanie nezávislé od ktoréhokoľvek kalendára. Začiatok položil do roku, v ktorom sa zišli slnečný cyklus o dvadsiatich ôsmich rokoch, lunárny o devätnástich a cyklus indikcií o pätnástich — tak, aby každý staroveký dátum padol dovnútra periódy.
John Herschel vo svojich «Outlines of Astronomy» ukázal, načo je chronologická perióda pozorovateľovi, a dal tabuľky na prevod. Astronómovia ju prijali rýchlo, lebo ich úloha bola práve tá, na ktorú sa rátanie hodilo: odčítať jeden dátum od druhého a získať počet dní, bez myslenia na mesiace či priestupné roky.
Sledovanie prvých umelých satelitov sa dialo telegrafom a na počítacích strojoch, kde každá zbytočná číslica stála peniaze a chyby. Vtedy sa od juliánskeho dátumu odčítalo 2 400 000,5, čím naraz zmizli dva milióny a začiatok dňa sa posunul k polnoci, a takto získaný modifikovaný dátum sa stal normou každej služby pracujúcej nepretržite.
Každá snímka prehliadkového ďalekohľadu nesie v hlavičke modifikovaný dátum stredu expozície, kým katalógy premenných hviezd udávajú epochu maxima plným juliánskym dátumom. Rátanie prežilo kalendárnu reformu, výmenu časových škál aj prechod od fotografickej dosky k snímaču, lebo neopisuje nič okrem poradového čísla dňa.
Veličina, ktorá nemá etalón ani chybu
Juliánsky dátum nemožno zmerať a nie je v ňom čo overovať: nie je to vlastnosť sveta, ale spôsob číslovania, a jeho správnosť zaisťuje počtárstvo, nie prístroj. Všetko, čo sa môže pokaziť, sedí v zlomkovej časti, kde vystupuje skutočná fyzika: tam treba vedieť, v akej škále bol čas vzatý, či bol započítaný posun atómových hodín a či bol okamih vzťahnutý k hmotnému stredu.
V tom je vysvetlenie jeho dlhého veku. Kalendáre sa striedali, desať dní bolo výnosom vyškrtnutých, k sekunde sa privesovali vsuvky a chystá sa ich zrušenie, kým poradové číslo dňa šlo svojou cestou bez toho, aby na čokoľvek z toho odpovedalo. Pozorovanie zapísané juliánskym dátumom roku 1860 sa odčíta od dnešného bez jedinej opravy na reformy — a práve o to šlo.
Katalóg · meracie jednotky
List pre každú veličinu
Sedem základných jednotiek SI, dvadsaťdva odvodených s vlastnými menami a veličiny mimo sústavy, bez ktorých by nefungovala ani technika, ani kalendár.