Julianskt datum
Enhet utanför systemet · storhet: en tidpunkt i en obruten räkning av dygn
En astronom som behöver dra ett observationsdatum från ett annat hamnar i en obehaglig belägenhet: mellan dem kan ligga månader av olika längd, skottår, de tio dygn som ströks vid övergången till den gregorianska kalendern, och rör det sig om gamla förmörkelser dessutom flera oförenliga system för att räkna år. Det julianska datumet röjer undan allt detta på en gång, ty det numrerar helt enkelt dygnen i följd, utan månader och utan något år noll: i dag löper det :e dygnet sedan räkningens början, i går löpte det föregående, och skillnaden mellan två observationer fås genom subtraktion.
Räkningens början lade Joseph Scaliger till den första januari år 4713 före vår tideräkning i den julianska kalendern — inte för att något hänt där, utan för att i den punkten började tre i kronologin brukade kalendercykler samtidigt. Dygnet lät han börja vid middag, och det visade sig vara en lycka: en observationsnatt ryms helt inom ett enda heltal, medan det borgerliga datumet byter mitt i den. En olägenhet har denna räkning, men en påfallande: talen har passerat två och en halv miljon, och för att slippa skriva ut dem infördes 1957 ett kortare, modifierat datum.
01 · Definition
Det julianska datumet är antalet dygn som förflutit sedan middagen den första januari år 4713 före vår tideräkning i den julianska kalendern, med en bråkdel som räknar det gångna av det löpande dygnet. Heltalet dygn utan bråkdel kallas julianskt dygnsnummer, och för att slippa skriva sju siffror drar man 2 400 000,5 från datumet och får det modifierade julianska datumet, vars dygn redan börjar vid midnatt.
Middagen som dygnets början valdes för observatörens skull: natten, från kväll till morgon, faller mitt i det julianska dygnet, och alla anteckningar från ett pass får samma heltal, medan datumet i kalendern byter mitt i den natten. Hos det modifierade datumet flyttades början till midnatt just därför att det inte var avsett för teleskopet utan för radiospårning av satelliter, där passet arbetar dygnet runt och det är enklare att låta anteckningarna stämma med den borgerliga kalendern.
Julianskt heter datumet inte efter den julianska kalendern utan efter Julius Caesar Scaliger, upphovsmannens far — ett olyckligt sammanträffande, som ingen längre kommer att rätta. Själva räkningens början valde Scaliger på räkningens väg: han tog tre kronologiska cykler, solcykeln om tjugoåtta år, måncykeln om nitton och indiktionscykeln om femton, och sökte det år då alla tre började tillsammans. Produkten av dessa tal ger 7980 år, och nästa sådan punkt infaller först år 3268.
Det julianska datumet fastställer i sig ingen tidsskala utan blott ett sätt att skriva en tidpunkt; därför anger man i noggrant arbete i vilken skala bråkdelen är tagen: JD(UTC) för observationer, JD(TT) för efemerider, och vid behandling av ljuskurvor dessutom en barycentrisk rättelse, eftersom ljuset från en stjärna når skilda punkter av jordbanan med en skillnad på upp till sexton minuter.
För tiden med reglaget i världstid och håll ögonen på två märken: det gyllene är det julianska dygnets gräns vid middag, det röda är den borgerliga midnatten. Medan teleskopet arbetar hinner den röda linjen gå mitt genom passet och det borgerliga datumet byter, medan den gyllene stannar långt åt sidan, så att alla nattens anteckningar bär ett enda heltal.
Ljus från en avlägsen stjärna når inte jorden vid samma tid i januari och i juli: jordbanans diameter korsar det på sexton och en halv minut. För en variabel stjärnas ljuskurva är en sådan storhet väldig, och därför hänförs observationerna till solsystemets masscentrum och skrivs som barycentriskt datum BJD. Försummas denna rättelse tecknas falska förändringar av perioden, vilka inte finns i stjärnan själv.
02 · Omräkning
Ange ett datum eller ett dygnsnummer
Omräkningen mellan alla förkortade former är exakt, ty från det julianska datumet skiljer dem endast en avdragen konstant. Kalenderraden beräknas med det vanliga förfarandet, men bråkdelens skala beror på var tiden är tagen: JD i UTC och JD i terrestrisk tid skiljer sig i dag med 69,2 sekunder.
Datum före 1582 läser bladet i den julianska kalendern, som brukligt är i kronologin; kalenderomkopplaren står bland bladets finare inställningar.
Bråkdelen hos det julianska och hos det modifierade datumet är förskjuten ett halvt dygn, och därav kommer att ett helt MJD infaller vid midnatt medan ett helt JD infaller vid middag. Felet på detta halva dygn är det vanligaste vid behandling av arkivobservationer: det fördärvar inte skillnader inom en och samma serie, men förskjuter en variabel stjärnas fas med exakt en halv period när serier fogas samman.
| Värde | Anmärkning | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Storleksordningar
logaritmisk skala: från ett dygn till hela perioden04 · Mätinstrument
Vad som daterar en observation
I ett och ett halvt sekel skrevs observationens datum för hand i journalen, och det julianska dygnsnumret var bekvämt just därför att det inte bytte mitt i passet. De arkiv av variabla stjärnors ljuskurvor som samlats på detta vis är alltjämt i bruk: utan en obruten räkning vore det nästan ogörligt att foga 1800-talets observationer till dagens.
Stjärndygnet är nära fyra minuter kortare än soldygnet, och observatörens klocka gick efter stjärnorna för att teleskopet skulle riktas efter rektascension utan räkning. Men en observation kan inte skrivas i stjärntid, ty den duger inte till skillnader, och därför stod alltid en andra, borgerlig klocka bredvid, och i journalen hamnade just det julianska datumet.
I huvudet på varje nutida bild står exponeringens början och slut, och för fotometrin tas mittpunkten. Man skriver den i modifierat datum, eftersom det är kortare och ryms i ett vanligt flyttal utan förlust av siffror, medan det fulla julianska datumet slukar all noggrannhet på sin heltalsdel.
Sitt datum får en observation inte av klockan på väggen utan av en mottagare som fångar signalen från ett satellitsystem, och märkets noggrannhet når tiotals nanosekunder. Mottagaren ger tiden i UTC-skalan, varför den som bearbetar själv för datumets bråkdel till terrestrisk tid genom att lägga till den löpande förskjutningen och konstanten 32,184 sekunder.
05 · Skrivregler
Ett datum utan sin skala är ofullständigt
Beteckningarna skrivs med versaler utan punkter, och själva talet skiljs med ett mellanslag; den skala i vilken bråkdelen är tagen anges inom parentes, ty mellan JD i UTC och JD i terrestrisk tid ligger mer än en minut. Räkningens former blandas inte: det modifierade datumet har egen konstant och egen midnatt, och att foga «JD» till det är otillåtet till och med i ett utkast.
Den första skrivningen fäster vid ett modifierat tal en främmande beteckning och förskjuter tidpunkten med två och en halv miljon dygn. Den andra sätter punkter inne i beteckningen, vilket inte görs vare sig för JD eller för MJD. Den tredje tappar just det halva dygn för vars skull den ena formen börjar vid middag och den andra vid midnatt. Och den fjärde förväxlar begynnelsepunkterna.
06 · Grannenheter
Bredvid står alla förkortade former av samma räkning, uttänkta för skilda uppgifter: satellittelemetrins avkortade datum, de gamla efemeridernas reducerade datum samt räkningen av sekunder i POSIX-epoken, inrättad efter samma grundsats, blott från en annan början och i andra enheter.
dygn räknade från middag
dygn räknade från midnatt
fem siffror i telemetrin
Bland Simetriums datablad står bredvid skalorna UTC, TAI och UT1, som anger datumets bråkdel, dygn som denna räknings enhet, tideräkning, vars begynnelsepunkter skiljer sig, och århundrade, vars julianska form om 36 525 dygn ingår i epokformeln.
07 · Historisk del
En räkning tänkt för subtraktionens skull
Ett år efter den gregorianska reformen gav Joseph Scaliger ut sitt verk om kronologins förbättring, i vilket han föreslog en räkning oberoende av varje kalender. Början lade han i det år då solcykeln om tjugoåtta år, måncykeln om nitton och indiktionscykeln om femton löpte samman — så att varje antikt datum föll inom perioden.
John Herschel visade i sina «Outlines of Astronomy» vad den kronologiska perioden tjänar observatören till, och gav tabeller för omräkningen. Astronomerna tog den snabbt till sig, ty deras uppgift var just den som räkningen dugde till: dra ett datum från ett annat och få ett antal dygn, utan att tänka på månader eller skottår.
Spårningen av de första konstgjorda satelliterna skedde per telegraf och på räknemaskiner, där varje överflödig siffra kostade pengar och fel. Då tog man 2 400 000,5 från det julianska datumet, avlägsnade på en gång två miljoner och flyttade dygnets början till midnatt, och det så vunna modifierade datumet blev norm för varje tjänst som arbetar dygnet runt.
Varje bild från ett genomgångsteleskop bär i sitt huvud det modifierade datumet för exponeringens mitt, medan kataloger över variabla stjärnor anger maximiepoken i fullt julianskt datum. Räkningen har överlevt en kalenderreform, ett byte av tidsskalor och övergången från fotografisk plåt till sensor, ty den beskriver intet annat än dygnets ordningsnummer.
En storhet utan normal och utan fel
Det julianska datumet kan inte mätas, och i det finns intet att pröva: det är ingen världens egenskap utan ett sätt att numrera, och dess riktighet säkras av räknekonsten, inte av ett instrument. Allt som kan gå snett sitter i bråkdelen, där den verkliga fysiken träder fram: där måste man veta i vilken skala tiden är tagen, om atomurens förskjutning är beaktad och om tidpunkten är hänförd till masscentrum.
Däri ligger förklaringen till dess långa liv. Kalendrar avlöste varandra, tio dygn ströks genom påbud, till sekunden fogades insättningar och man står i begrepp att avskaffa dem, medan dygnets ordningsnummer gick sin väg utan att svara på något av detta. En observation som 1860 skrevs som julianskt datum dras från en nutida utan en enda rättelse för reformer — och just det var meningen.
Katalog · måttenheter
Ett datablad för varje storhet
Sju SI-basenheter, tjugotvå härledda med egna namn och storheter utanför systemet som varken tekniken eller kalendern klarar sig utan.