วันที่จูเลียน
หน่วยนอกระบบ · ปริมาณ: ขณะหนึ่งในการนับวันอย่างต่อเนื่อง
นักดาราศาสตร์ที่ต้องนำวันที่ของการสังเกตครั้งหนึ่งลบออกจากอีกครั้งหนึ่งย่อมตกอยู่ในที่นั่งลำบาก ระหว่างสองวันนั้นอาจมีเดือนที่ยาวไม่เท่ากัน มีปีอธิกสุรทิน มีสิบวันที่ถูกขีดทิ้งเมื่อเปลี่ยนไปใช้ปฏิทินเกรกอเรียน และหากเป็นเรื่องของอุปราคาโบราณก็ยังมีระบบนับปีที่เข้ากันไม่ได้อีกหลายระบบ วันที่จูเลียนกวาดสิ่งเหล่านี้ออกไปในคราวเดียว เพราะมันเพียงแต่ให้หมายเลขแก่วันเรียงกันไป โดยไม่มีเดือนและไม่มีปีศูนย์ วันนี้คือวันที่ นับแต่จุดเริ่มของการนับ เมื่อวานคือวันก่อนหน้า และผลต่างของการสังเกตสองครั้งหาได้ด้วยการลบ
จุดเริ่มของการนับนั้น โฌแซ็ฟ สกาลิเกอร์ วางไว้ที่วันที่หนึ่งมกราคม ปี 4713 ก่อนศักราชของเรา ตามปฏิทินจูเลียน — ไม่ใช่เพราะมีสิ่งใดเกิดขึ้นที่นั่น หากเพราะ ณ จุดนั้นวัฏจักรทางปฏิทินสามอย่างที่ใช้ในลำดับเวลาเริ่มต้นพร้อมกัน ส่วนวันนั้นเขาให้เริ่มที่เที่ยงวัน และนั่นกลับกลายเป็นโชคดี คืนหนึ่งของการสังเกตบรรจุอยู่ทั้งคืนในจำนวนเต็มเดียว ขณะที่วันที่ตามปฏิทินเปลี่ยนกลางคืนนั้นเอง การนับแบบนี้มีข้อเสียเพียงข้อเดียว แต่เห็นได้ชัด ตัวเลขเลยสองล้านห้าแสนไปแล้ว และเพื่อไม่ต้องเขียนเต็ม จึงมีการนำวันที่ดัดแปลงซึ่งสั้นกว่ามาใช้ในปี 1957
01 · นิยาม
วันที่จูเลียนคือจำนวนวันที่ผ่านไปนับแต่เที่ยงวันของวันที่หนึ่งมกราคม ปี 4713 ก่อนศักราชของเรา ตามปฏิทินจูเลียน พร้อมส่วนเศษที่นับสัดส่วนของวันที่กำลังดำเนินอยู่ จำนวนเต็มของวันที่ไม่มีเศษเรียกว่าหมายเลขวันที่จูเลียน และเพื่อไม่ต้องเขียนเจ็ดหลัก จึงลบ 2 400 000.5 ออกจากวันที่ ได้เป็นวันที่จูเลียนดัดแปลง ซึ่งวันของมันเริ่มที่เที่ยงคืนแล้ว
การให้วันเริ่มที่เที่ยงวันนั้นเลือกไว้เพื่อผู้สังเกต คืนตั้งแต่เย็นจนเช้าตกอยู่กลางวันที่จูเลียน และบันทึกทั้งหมดของกะเดียวได้จำนวนเต็มเดียวกัน ขณะที่ในปฏิทินวันที่เปลี่ยนกลางคืนนั้น ส่วนวันที่ดัดแปลงย้ายจุดเริ่มไปที่เที่ยงคืนก็เพราะมันมิได้มีไว้สำหรับกล้องโทรทรรศน์ หากมีไว้สำหรับการติดตามดาวเทียมด้วยคลื่นวิทยุ ที่ซึ่งกะทำงานตลอดวันตลอดคืน และการทำให้บันทึกสอดคล้องกับปฏิทินพลเรือนย่อมง่ายกว่า
วันที่นี้เรียกว่าจูเลียนมิใช่เพราะปฏิทินจูเลียน หากเพราะยูลิอุส ไกซาร์ สกาลิเกอร์ บิดาของผู้คิด — ความพ้องที่ไม่น่ายินดี ซึ่งบัดนี้ไม่มีใครจะแก้แล้ว ส่วนจุดเริ่มนั้นเอง สกาลิเกอร์เลือกด้วยการคำนวณ เขาหยิบวัฏจักรทางลำดับเวลาสามอย่าง คือวัฏจักรสุริยะยี่สิบแปดปี วัฏจักรจันทรคติสิบเก้าปี และวัฏจักรอินดิกชันสิบห้าปี แล้วหาปีที่ทั้งสามเริ่มพร้อมกัน ผลคูณของจำนวนเหล่านี้ให้ 7980 ปี และจุดเช่นนี้จุดถัดไปจะมาถึงในปี 3268 เท่านั้น
วันที่จูเลียนโดยตัวมันเองมิได้กำหนดมาตราเวลาใด หากให้เพียงวิธีเขียนขณะหนึ่งเท่านั้น ดังนั้นในงานที่เคร่งครัดจึงระบุว่าส่วนเศษถูกนำมาจากมาตราใด: JD(UTC) สำหรับการสังเกต, JD(TT) สำหรับปฏิทินดาราศาสตร์ และเมื่อประมวลผลเส้นโค้งแสงยังต้องมีการแก้ค่าเชิงศูนย์กลางมวลด้วย เพราะแสงจากดาวมาถึงจุดต่าง ๆ ของวงโคจรโลกด้วยผลต่างถึงสิบหกนาที
เลื่อนเวลาไปด้วยตัวเลื่อนในเวลาสากล และคอยดูเครื่องหมายสองอัน: สีทองคือขอบของวันที่จูเลียนที่เที่ยงวัน สีแดงคือเที่ยงคืนพลเรือน ตราบที่กล้องโทรทรรศน์ทำงาน เส้นแดงทันผ่านกลางกะไปและวันที่ตามปฏิทินเปลี่ยน ส่วนเส้นทองยังอยู่ห่างออกไป ดังนั้นบันทึกทั้งหมดของคืนนั้นจึงมีจำนวนเต็มเดียว
แสงของดาวไกลมิได้มาถึงโลกพร้อมกันในเดือนมกราคมกับเดือนกรกฎาคม เพราะมันข้ามเส้นผ่านศูนย์กลางวงโคจรของโลกในสิบหกนาทีครึ่ง สำหรับเส้นโค้งแสงของดาวแปรแสง ปริมาณเช่นนี้ใหญ่มหาศาล จึงลดรูปการสังเกตมาสู่ศูนย์กลางมวลของระบบสุริยะ และเขียนเป็นวันที่เชิงศูนย์กลางมวล BJD การละเลยการแก้ค่านี้จะวาดการเปลี่ยนแปลงของคาบอันเป็นเท็จ ซึ่งในตัวดาวเองไม่มีอยู่
02 · การแปลงหน่วย
ใส่วันที่หรือหมายเลขวัน
การแปลงระหว่างรูปแบบย่อทั้งหมดนั้นแม่นยำ เพราะสิ่งที่แยกมันจากวันที่จูเลียนมีเพียงค่าคงตัวที่ลบออก บรรทัดของปฏิทินคำนวณด้วยวิธีปกติ แต่มาตราของส่วนเศษขึ้นอยู่กับว่าเวลาถูกนำมาจากที่ใด: JD ใน UTC กับ JD ในเวลาโลก วันนี้ต่างกัน 69.2 วินาที
วันที่ก่อนปี 1582 แผ่นนี้อ่านตามปฏิทินจูเลียน ดังที่เป็นธรรมเนียมในลำดับเวลา สวิตช์ปฏิทินอยู่ในการตั้งค่าละเอียดของแผ่น
ส่วนเศษของวันที่จูเลียนกับของวันที่ดัดแปลงเหลื่อมกันครึ่งวัน และด้วยเหตุนี้ MJD จำนวนเต็มจึงตกที่เที่ยงคืน ส่วน JD จำนวนเต็มตกที่เที่ยงวัน ความคลาดเคลื่อนครึ่งวันนี้พบบ่อยที่สุดในการประมวลผลการสังเกตจากหอจดหมายเหตุ มันไม่ทำให้ผลต่างภายในชุดเดียวกันเสีย แต่เมื่อเย็บชุดต่าง ๆ เข้าด้วยกัน มันเลื่อนเฟสของดาวแปรแสงไปพอดีครึ่งคาบ
| ค่า | หมายเหตุ | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · อันดับของขนาด
มาตราลอการิทึม: จากหนึ่งวันถึงคาบทั้งหมด04 · เครื่องมือวัด
ใช้อะไรลงวันที่ให้การสังเกต
ตลอดหนึ่งศตวรรษครึ่ง วันที่ของการสังเกตถูกเขียนด้วยมือลงในสมุดบันทึก และหมายเลขวันที่จูเลียนสะดวกก็เพราะมันไม่เปลี่ยนกลางกะนั่นเอง หอจดหมายเหตุของเส้นโค้งแสงของดาวแปรแสงที่รวบรวมมาเช่นนี้ยังใช้งานอยู่จนทุกวันนี้ หากไม่มีการนับที่ต่อเนื่อง การเย็บการสังเกตของศตวรรษที่สิบเก้าเข้ากับของวันนี้แทบจะเป็นไปไม่ได้
วันดาราคติสั้นกว่าวันสุริยคติเกือบสี่นาที และนาฬิกาของผู้สังเกตเดินตามดาว เพื่อให้เล็งกล้องโทรทรรศน์ตามไรต์แอสเซนชันได้โดยไม่ต้องคำนวณ แต่จะบันทึกการสังเกตด้วยเวลาดาราคติไม่ได้ เพราะมันใช้หาผลต่างไม่ได้ ดังนั้นข้าง ๆ จึงมีนาฬิกาเรือนที่สองซึ่งเป็นเวลาพลเรือนเสมอ และสิ่งที่ลงในสมุดบันทึกคือวันที่จูเลียนนั่นเอง
ในหัวข้อมูลของภาพทุกภาพในวันนี้มีจุดเริ่มและจุดจบของการเปิดรับแสง ส่วนการวัดความสว่างใช้จุดกึ่งกลางของมัน เขียนด้วยวันที่ดัดแปลง เพราะสั้นกว่าและบรรจุในจำนวนทศนิยมลอยตัวธรรมดาได้โดยไม่เสียหลัก ขณะที่วันที่จูเลียนเต็มกินความละเอียดทั้งหมดไปกับส่วนจำนวนเต็มของมัน
การสังเกตได้วันที่ของมันมิใช่จากนาฬิกาบนผนัง หากจากเครื่องรับที่จับสัญญาณของระบบดาวเทียม และความละเอียดของตราถึงระดับหลายสิบนาโนวินาที เครื่องรับให้เวลาในมาตรา UTC ดังนั้นผู้ประมวลผลจึงลดรูปส่วนเศษของวันที่มาสู่เวลาโลกด้วยตนเอง โดยบวกค่าเหลื่อมปัจจุบันและค่าคงตัว 32.184 วินาที
05 · กฎการเขียน
วันที่ที่ไม่บอกมาตราย่อมไม่สมบูรณ์
เครื่องหมายเขียนด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ ไม่มีจุด ส่วนตัวเลขเองแยกด้วยช่องว่าง มาตราที่ใช้เอาส่วนเศษระบุไว้ในวงเล็บ เพราะระหว่าง JD ใน UTC กับ JD ในเวลาโลกห่างกันกว่าหนึ่งนาที รูปแบบของการนับไม่ปนกัน วันที่ดัดแปลงมีค่าคงตัวของตนเองและเที่ยงคืนของตนเอง การเติม «JD» ให้มันนั้นไม่ควรแม้ในฉบับร่าง
การเขียนแบบแรกเอาเครื่องหมายของผู้อื่นไปแขวนไว้กับตัวเลขที่ดัดแปลงแล้ว และเลื่อนขณะนั้นไปสองล้านห้าแสนวัน แบบที่สองใส่จุดไว้ในเครื่องหมาย ซึ่งไม่ทำทั้งกับ JD และ MJD แบบที่สามทำครึ่งวันนั้นหายไป ครึ่งวันซึ่งทำให้รูปหนึ่งเริ่มวันที่เที่ยงวันและอีกรูปหนึ่งเริ่มที่เที่ยงคืน ส่วนแบบที่สี่สับสนจุดเริ่ม
06 · หน่วยข้างเคียง
ข้าง ๆ กันนั้นตั้งอยู่รูปแบบย่อทั้งหมดของการนับเดียวกัน คิดขึ้นเพื่องานต่าง ๆ กัน: วันที่ตัดทอนของการวัดระยะไกลผ่านดาวเทียม วันที่ลดรูปของปฏิทินดาราศาสตร์เก่า และการนับวินาทีของยุค POSIX ซึ่งจัดวางตามหลักเดียวกัน เพียงแต่จากจุดเริ่มอื่นและในหน่วยอื่น
วันที่นับจากเที่ยงวัน
วันที่นับจากเที่ยงคืน
ห้าหลักในการวัดระยะไกล
ใน แผ่นข้อมูลของ Simetrium ที่อยู่ข้างกันคือ มาตรา UTC, TAI และ UT1, ซึ่งกำหนดส่วนเศษของวันที่, วัน ในฐานะหน่วยของการนับนี้, การนับศักราช, ซึ่งจุดเริ่มต่างกัน, และ ศตวรรษ, ซึ่งรูปจูเลียน 36 525 วันของมันเข้าไปในสูตรของยุคอ้างอิง
07 · ภาคประวัติ
การนับที่คิดขึ้นเพื่อการลบ
หนึ่งปีหลังการปฏิรูปเกรกอเรียน โฌแซ็ฟ สกาลิเกอร์ ออกงานเขียนว่าด้วยการแก้ไขลำดับเวลา ซึ่งเขาเสนอการนับที่ไม่ขึ้นกับปฏิทินใดเลย จุดเริ่มเขาวางไว้ในปีที่วัฏจักรสุริยะยี่สิบแปดปี วัฏจักรจันทรคติสิบเก้าปี และวัฏจักรอินดิกชันสิบห้าปีมาบรรจบกัน — เพื่อให้วันที่โบราณทุกวันตกอยู่ภายในคาบ
จอห์น เฮอร์เชล แสดงไว้ใน «Outlines of Astronomy» ว่าคาบทางลำดับเวลามีประโยชน์อะไรแก่ผู้สังเกต และให้ตารางสำหรับการแปลง นักดาราศาสตร์รับเอาไปอย่างรวดเร็ว เพราะงานของพวกเขาคืองานที่การนับนี้เหมาะพอดี คือเอาวันที่หนึ่งลบออกจากอีกวันที่หนึ่งแล้วได้จำนวนวัน โดยไม่ต้องคิดถึงเดือนหรือปีอธิกสุรทิน
การติดตามดาวเทียมประดิษฐ์ดวงแรก ๆ ทำผ่านโทรเลขและบนเครื่องคำนวณ ที่ซึ่งทุกหลักที่เกินมาต้องแลกด้วยเงินและความผิดพลาด เมื่อนั้นจึงลบ 2 400 000.5 ออกจากวันที่จูเลียน สองล้านหายไปในคราวเดียวและจุดเริ่มของวันเลื่อนมาที่เที่ยงคืน วันที่ดัดแปลงที่ได้มาเช่นนี้กลายเป็นมาตรฐานของทุกหน่วยงานที่ทำงานตลอดยี่สิบสี่ชั่วโมง
ทุกเฟรมของกล้องโทรทรรศน์สำรวจท้องฟ้ามีวันที่ดัดแปลงของกึ่งกลางการเปิดรับแสงอยู่ในหัวข้อมูล ส่วนบัญชีดาวแปรแสงให้ยุคของค่าสูงสุดเป็นวันที่จูเลียนเต็ม การนับนี้ผ่านทั้งการปฏิรูปปฏิทิน การเปลี่ยนมาตราเวลา และการย้ายจากแผ่นถ่ายภาพมาสู่ตัวรับภาพมาได้ เพราะมันไม่ได้บรรยายสิ่งใดนอกจากหมายเลขลำดับของวัน
ปริมาณที่ไม่มีทั้งมาตรฐานและความคลาดเคลื่อน
วันที่จูเลียนวัดไม่ได้ และในตัวมันไม่มีอะไรให้สอบเทียบ มันมิใช่สมบัติของโลก หากเป็นวิธีให้หมายเลข และความถูกต้องของมันค้ำไว้ด้วยเลขคณิต มิใช่ด้วยเครื่องมือ ทุกสิ่งที่อาจผิดพลาดได้นั้นนั่งอยู่ในส่วนเศษ ที่ซึ่งฟิสิกส์จริงปรากฏตัว ตรงนั้นต้องรู้ว่าเวลาถูกนำมาจากมาตราใด ค่าเหลื่อมของนาฬิกาอะตอมถูกนำมาคิดหรือไม่ และขณะนั้นถูกลดรูปมาสู่ศูนย์กลางมวลแล้วหรือยัง
อายุอันยืนยาวของมันอธิบายได้ด้วยเหตุนี้ ปฏิทินผลัดเปลี่ยนกันไป สิบวันถูกขีดทิ้งด้วยพระราชกฤษฎีกา วินาทีถูกแขวนการแทรกไว้และบัดนี้กำลังเตรียมยกเลิก ส่วนหมายเลขลำดับของวันนั้นเดินไปตามทางของมัน ไม่ตอบสิ่งใดเลยในบรรดานั้น การสังเกตที่บันทึกด้วยวันที่จูเลียนในปี 1860 ถูกลบออกจากการสังเกตของวันนี้ได้โดยไม่ต้องแก้ค่าเพื่อการปฏิรูปแม้แต่ครั้งเดียว — และนั่นเองคือสิ่งที่ต้องการ
สารบัญ · หน่วยวัด
แผ่นข้อมูลสำหรับทุกปริมาณ
หน่วยฐานของ SI เจ็ดหน่วย หน่วยอนุพัทธ์ที่มีชื่อของตนเองยี่สิบสองหน่วย และปริมาณนอกระบบซึ่งขาดไปแล้วทั้งงานช่างและปฏิทินก็ไม่เดิน