หนึ่งปี
หน่วยดาราศาสตร์นอกระบบ SI · ปริมาณ: เวลา
พอถึงปี 1582 วสันตวิษุวัตเลื่อนจากวันที่ 21 ไปเป็นวันที่ 11 มีนาคม อีสเตอร์ยังคงคำนวณตามกฎที่ผูกไว้กับ 21 มีนาคม จึงค่อย ๆ เลื่อนเข้าหน้าร้อน เกรกอรีที่ 13 สั่งขีดสิบวันออกจากเดือนตุลาคม: ถัดจากวันที่ 4 คือวันที่ 15 ทันที เหตุผลนั้นง่าย — ปีจูเลียนยาวกว่าปีจริง 11 นาที และตลอด 1257 ปีนับจากไนเซีย นาทีเหล่านั้นรวมกันได้เกือบสิบวัน
แล้วยังปรากฏว่า «ปีจริง» ก็ไม่ได้มีแบบเดียว โลกกลับสู่วิษุวัตในเวลาหนึ่ง กลับสู่ดาวดวงเดิมในอีกเวลาหนึ่ง กลับสู่จุดใกล้ดวงอาทิตย์ในเวลาที่สาม ต่างกันเพียงไม่กี่นาที แต่เมื่อผ่านหลายศตวรรษก็กลายเป็นวัน — และตรงนี้เองที่ทุกคนซึ่งแก้ปฏิทินต้องสะดุด
01 · นิยาม
ปีคือเวลาที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบหนึ่งรอบ ความยุ่งอยู่ที่ว่าจะเริ่มนับจากตรงไหน ปีทรอปิคัลนับจากวิษุวัตถึงวิษุวัตและยาว 365.242190 วัน ปีดารากลับสู่ดาวดวงเดิมและยาวกว่า ส่วนปีจูเลียนนั้นกำหนดกันไว้เฉย ๆ ว่ายาว 365.25 วันพอดี จะหมายถึงปีไหนนั้นเป็นตัวตัดสินทุกอย่างที่เหลือ
ปีทรอปิคัลสั้นกว่าปีดารา 20 นาที 24 วินาที ต้นเหตุคือการส่ายของแกน: แกนโลกค่อย ๆ กวาดเป็นรูปกรวย และจุดวสันตวิษุวัตก็ถอยมาพบโลกก่อน โลกจึงไปถึงมันเร็วกว่าไปถึงดาวเล็กน้อย ยี่สิบนาทีต่อปีนี้คือการส่ายทั้งหมด กระจายลงบนการโคจรรอบเดียว
ปีจุดใกล้สุดยาวกว่าปีดารา: ตัววงโคจรเองก็หมุนเช่นกัน เพียงแต่หมุนไปข้างหน้า โลกจึงต้องเดินอีกหน่อยกว่าจะถึงจุดเดิม สามปี สามคำตอบต่อคำถามเดียวกันว่าโลก «กลับมา» เมื่อใด
ปฏิทินยึดตามปีทรอปิคัล: สำหรับคนแล้วฤดูกาลสำคัญ ไม่ใช่ดวงดาว ในปีนั้นไม่มีจำนวนวันที่เป็นจำนวนเต็ม และข้อเท็จจริงข้อเดียวนี้เองเป็นที่มาของกฎอธิกสุรทินทุกข้อที่เคยเขียนกันมา
ลองตั้งกฎอธิกสุรทินดู — จะแทรกกี่วันในทุก 400 ปี — แล้วดูว่าวันวิษุวัตจะเลื่อนไปที่ใด เส้นประคือปีอียิปต์ 365 วันที่ไม่แทรกอะไรเลย ส่วนเส้นทึบคือกฎของคุณ
วงรีเส้นประด้านบนคือเส้นทางที่แกนโลกกวาดไปใน 25 771 ปี เพราะมันจุดวสันตวิษุวัตจึงเลื่อนถอยไปตามวงโคจร และปีทรอปิคัลจึงสั้นกว่าปีดารา อีกราวหนึ่งหมื่นสามพันปี ดาวเวกาจะเป็นดาวเหนือ
02 · การแปลงหน่วย
ใส่ค่าลงไป แล้วแผ่นนี้จะแปลงให้
คำอุปสรรคเติมหน้าปีได้และนักธรณีวิทยาใช้กันทุกวัน: ka คือหนึ่งพันปี Ma คือหนึ่งล้าน Ga คือหนึ่งพันล้าน อายุโลกเขียนว่า 4.54 Ga และเป็นการเขียนที่ถูกต้อง
ตระกูลที่สามในตารางคือปีในเอกสาร ที่นั่นบางทีก็ 365 วันพอดี บางทีก็ 360: ปีธนาคารที่มีสิบสองเดือนเท่ากันถูกคิดขึ้นเพื่อให้ดอกเบี้ยหารลงตัว และอยู่รอดมานานกว่าลูกคิดหลายศตวรรษ
ปีจูเลียนเป็นปีเดียวที่ความยาวถูกกำหนดไว้แน่นอน: 365.25 วัน หรือ 31 557 600 วินาทีถ้วน มันไม่ตรงกับสิ่งใดในธรรมชาติ — เพียงแต่ตกลงกันไว้ เพราะดาราศาสตร์ต้องการปีที่ไม่เลื่อน ปีแสงถูกนิยามผ่านปีนี้
| หมายเหตุ | |||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · อันดับของขนาด
จากการโคจรรอบเดียวถึงอายุของเอกภพ04 · เครื่องมือวัด
จับความยาวของปีด้วยอะไร
รูบนโดมมหาวิหารกับแถบทองเหลืองพาดผ่านพื้น ทุกเที่ยงวันจุดแสงอาทิตย์จะตกลงบนแถบ และตำแหน่งของมันบอกวันที่ เส้นเมริเดียนแบบนี้ถูกสร้างไว้ในโบสถ์ทั่วอิตาลีในศตวรรษที่สิบเจ็ด และวัดความยาวของปีได้ดีกว่าเครื่องมือใด ๆ ในยุคนั้น
วงแหวนถูกวางในระนาบเส้นศูนย์สูตรฟ้า ตราบใดที่ดวงอาทิตย์อยู่ทางใต้ เงาจะตกด้านใน ในวินาทีที่เกิดวิษุวัต เงาของวงแหวนจะทาบลงบนตัววงแหวนพอดี เรียบง่ายพอจะหล่อด้วยสัมฤทธิ์ และแม่นถึงระดับไม่กี่ชั่วโมง
ท่อที่ยึดไว้อย่างเคร่งครัดในระนาบเมริเดียน: มันเงยขึ้นก้มลงได้เท่านั้น นักดาราศาสตร์จดวินาทีที่ดาวผ่านเส้นเล็งกากบาท และจากการผ่านหลาย ๆ ครั้งก็ได้ความยาวของปี วิธีนี้ใช้กันตั้งแต่ศตวรรษที่สิบแปดจนลึกเข้าไปในศตวรรษที่ยี่สิบ
ทุกวันนี้ปีไม่ได้วัดจากดวงอาทิตย์แล้ว จานสายอากาศบนทวีปต่าง ๆ ฟังเควซาร์ดวงเดียวกัน และจากผลต่างของเวลาที่สัญญาณมาถึงก็ได้ทิศทางของโลกละเอียดถึงเศษเสี้ยวมิลลิวินาที ปีออกมาจากตรงนั้นในฐานะผลพลอยได้
05 · กฎการเขียน
a, ka, Ma — และคำว่า «ปี» ที่ใช้ทั่วไป
สัญลักษณ์ของปีคืออักษร a ละตินตัวเล็ก มาจาก annus คำอุปสรรค SI ใช้ได้: ka, Ma, Ga ตัว A ใหญ่จะกลายเป็นแอมแปร์ ตัวเล็กจึงสำคัญ ภาษาไทยเขียนคำว่า «ปี» ตรง ๆ ภาษาอังกฤษเขียน yr
กับดักอีกอย่างคือกำลังพูดถึงปีไหน ในทางดาราศาสตร์และในนิยามของปีแสง คือปีจูเลียนที่ยาว 365.25 วันพอดี ในปฏิทินคือค่าเฉลี่ยเกรกอเรียน 365.2425 ในธรรมชาติคือปีทรอปิคัล 365.242190 สามตัวเลข สัญลักษณ์เดียว และตัวสัญลักษณ์เองก็ไม่บอกว่าอันไหน อนึ่ง ปีในประเทศเรายังนับเป็นพุทธศักราชซึ่งต่างจากคริสต์ศักราช 543 ปี ตัวเลขปีจึงต่างกัน แม้ความยาวของปีจะเท่ากันทุกประการ
06 · หน่วยข้างเคียง
ปีอยู่ระหว่างวันกับศตวรรษ และรอยต่อทั้งสองด้านก็เบี้ยว จำนวนวันในปีไม่เป็นจำนวนเต็ม ส่วนศตวรรษก็เป็นเพียงเลขร้อยกลม ๆ ที่ไม่มีอะไรทางดาราศาสตร์อยู่เบื้องหลัง ความสัมพันธ์ที่แม่นยำอย่างเดียวที่ปีมีคือกับวัฏจักรเกรกอเรียน: 400 ปีได้ 146 097 วัน
1/365.2422 ของปี
31 556 925 s
10 ศตวรรษ
กฎของเกรกอรีสรุปอยู่ในเศษส่วนเดียว: อธิกสุรทิน 97 วันต่อ 400 ปี แทนที่จะเป็นร้อยวัน จากนั้นจึงได้ 146 097 วันในหนึ่งวัฏจักร และปีเฉลี่ย 365.2425 วัน — ยาวกว่าปีทรอปิคัล 26 วินาที ความคลาดหนึ่งวันสะสมครบใน 3226 ปี ไม่มีใครออกแบบปฏิทินไว้เผื่อระยะเวลาขนาดนั้น
07 · ภาคประวัติ
ปีถูกซ่อมมาแล้วสี่ครั้งอย่างไร
พวกปุโรหิตแทรกเดือนเพิ่มตามใจชอบ ปฏิทินจึงคลาดจากฤดูกาลไปสามเดือน ซีซาร์ดึงกลับมาด้วยการฟันครั้งเดียว: ปี 46 ก่อนคริสต์ศักราชได้รับ 445 วัน และถูกจดจำในชื่อปีแห่งความสับสน ตั้งแต่ปีถัดมา เพิ่มหนึ่งวันทุกสี่ปี
สังคายนาผูกการคำนวณอีสเตอร์ไว้กับวสันตวิษุวัต และผูกวิษุวัตไว้กับวันที่ 21 มีนาคม นับจากนั้นความคลาดของปฏิทินก็ไม่ใช่เรื่องของนักดาราศาสตร์อีกต่อไป แต่เป็นเรื่องของศาสนจักร: การเลื่อนทำให้ตัววันสำคัญขยับตาม
สมณสาสน์ของเกรกอรีที่ 13 ตัดสิบวันที่สะสมไว้ออก และเปลี่ยนกฎ: ปีที่หารด้วย 100 ลงตัวไม่เป็นอธิกสุรทิน เว้นแต่หารด้วย 400 ลงตัวด้วย บ้านเราเปลี่ยนมาใช้ระบบนี้ในสมัยรัชกาลที่ 5 เมื่อ พ.ศ. 2431 แต่ยังคงนับปีเป็นพุทธศักราชและขึ้นปีใหม่ในเดือนเมษายน จนกระทั่ง พ.ศ. 2484 จึงย้ายวันขึ้นปีใหม่มาเป็นวันที่ 1 มกราคม ประเทศคาทอลิกเปลี่ยนตั้งแต่ปี 1582 อังกฤษเปลี่ยนในปี 1752 รัสเซียในปี 1918
มิลูติน มิลานโควิช เสนอให้นับปีลงท้ายศตวรรษเป็นอธิกสุรทิน เมื่อเศษจากการหารด้วย 900 เท่ากับ 200 หรือ 600: 218 วันต่อ 900 ปี ปีเฉลี่ย 365.242222 วัน ค่านี้ใกล้ปีจริงยิ่งกว่ากฎเกรกอเรียน และที่ประชุมออร์ทอดอกซ์ปี 1923 ก็รับไว้ — แม้ปฏิทินทั้งสองจะยังไม่แยกจากกันจนถึงปี 2800
หน่วยที่ไม่ยอมอยู่นิ่ง
เมตรมีนิยามผ่านความเร็วแสง วินาทีมีนิยามผ่านความถี่ของซีเซียม ส่วนปีไม่มีเลย: มันไม่ได้ถูกกำหนดด้วยการทดลอง แต่อ่านออกมาจากดาวเคราะห์ที่เปลี่ยนการเคลื่อนที่ของตัวเองอยู่ตลอด ไม่มีอะไรให้ผูกมันไว้
ด้วยเหตุนี้ปีจึงไม่อยู่ในระบบ SI นักดาราศาสตร์หยิบปีจูเลียนมาใช้ในการคำนวณ แล้วกำหนดความยาวที่แน่นอนให้มันเสียเลย — 365.25 วัน หรือ 31 557 600 วินาที ไม่ใช่เพราะธรรมชาติบอกอย่างนั้น แต่เพราะต้องมีตัวเลขตายตัว และตัวนี้กลมที่สุด
สารบัญ · หน่วยวัด
แผ่นข้อมูลสำหรับทุกปริมาณ
หน่วยฐานของ SI เจ็ดหน่วย หน่วยอนุพัทธ์ที่มีชื่อของตนเองยี่สิบสองหน่วย และปริมาณนอกระบบซึ่งขาดไปแล้วทั้งงานช่างและปฏิทินก็ไม่เดิน