Ngày Julius
Đơn vị ngoài hệ · đại lượng: một thời điểm trong phép đếm ngày liên tục
Nhà thiên văn phải trừ ngày quan sát này khỏi ngày quan sát khác rơi vào cảnh khó xử: giữa hai ngày ấy có thể nằm những tháng dài ngắn không đều, những năm nhuận, mười ngày bị gạch bỏ khi chuyển sang lịch Gregorius, và nếu là chuyện nhật thực thời xưa thì còn thêm mấy hệ đếm năm chẳng ăn khớp với nhau. Ngày Julius gạt hết những thứ đó đi một lượt, vì nó chỉ đơn giản đánh số các ngày nối tiếp nhau, không tháng và không có năm số không: hôm nay là ngày thứ kể từ gốc của phép đếm, hôm qua là ngày liền trước, còn hiệu của hai quan sát thì tìm ra bằng phép trừ.
Gốc của phép đếm được Joseph Scaliger đặt vào ngày mồng một tháng Giêng năm 4713 trước công nguyên theo lịch Julius — không phải vì ở đó đã xảy ra điều gì, mà vì tại điểm ấy ba vòng chu kỳ lịch dùng trong niên đại học cùng bắt đầu. Còn ngày thì ông cho khởi từ giữa trưa, và đó hóa ra là điều may: một đêm quan sát nằm trọn trong một số nguyên duy nhất, trong khi ngày trên lịch lại đổi ngay giữa đêm ấy. Phép đếm này chỉ có một điều bất tiện, nhưng thấy rõ: các con số đã vượt hai triệu rưỡi, và để khỏi phải viết trọn, năm 1957 người ta đưa vào một ngày sửa đổi ngắn hơn.
01 · Định nghĩa
Ngày Julius là số ngày đã trôi qua kể từ giữa trưa mồng một tháng Giêng năm 4713 trước công nguyên theo lịch Julius, kèm một phần lẻ đếm phần đã qua của ngày đang chạy. Số nguyên ngày không phần lẻ gọi là số ngày Julius, và để khỏi viết bảy chữ số, người ta trừ khỏi ngày ấy 2 400 000,5 và được ngày Julius sửa đổi, mà ngày của nó đã bắt đầu từ nửa đêm.
Việc cho ngày khởi từ giữa trưa là chọn vì người quan sát: đêm từ tối đến sáng rơi vào giữa ngày Julius, và mọi ghi chép của một ca đều nhận cùng một số nguyên, trong khi trên lịch ngày lại đổi ngay giữa đêm ấy. Ở ngày sửa đổi, gốc được dời về nửa đêm chính vì nó không dành cho kính thiên văn mà cho việc theo dõi vệ tinh bằng sóng vô tuyến, nơi ca trực làm suốt ngày đêm và việc khớp ghi chép với lịch dân dụng thì dễ hơn.
Ngày ấy được gọi là Julius không phải theo lịch Julius mà theo tên Julius Caesar Scaliger, cha của người nghĩ ra — một sự trùng tên không hay, mà nay chẳng còn ai sửa nữa. Còn chính cái gốc thì Scaliger chọn bằng tính toán: ông lấy ba vòng chu kỳ niên đại, chu kỳ mặt trời hai mươi tám năm, chu kỳ mặt trăng mười chín năm và chu kỳ chỉ định mười lăm năm, rồi tìm năm mà cả ba cùng bắt đầu. Tích của các số này cho 7980 năm, và điểm tiếp theo như thế phải đến năm 3268 mới rơi tới.
Bản thân ngày Julius không định ra thang thời gian nào cả, chỉ cho một cách viết một thời điểm; vì vậy trong các công trình chặt chẽ người ta ghi rõ phần lẻ được lấy theo thang nào: JD(UTC) cho quan sát, JD(TT) cho lịch thiên văn, còn khi xử lý đường cong sáng thì thêm cả hiệu chỉnh theo khối tâm, bởi ánh sáng của một ngôi sao đến các điểm khác nhau trên quỹ đạo Trái Đất với chênh lệch tới mười sáu phút.
Hãy dắt thời gian bằng con trượt trong giờ quốc tế và để mắt tới hai dấu: dấu vàng là ranh giới của ngày Julius vào giữa trưa, dấu đỏ là nửa đêm dân dụng. Trong khi kính thiên văn còn làm việc, vạch đỏ kịp đi qua giữa ca và ngày trên lịch đổi, còn vạch vàng thì ở xa một bên, nên mọi ghi chép của đêm ấy đều mang một số nguyên duy nhất.
Ánh sáng của một ngôi sao xa không đến Trái Đất cùng lúc vào tháng Giêng và tháng Bảy: nó vượt đường kính quỹ đạo Trái Đất trong mười sáu phút rưỡi. Với đường cong sáng của một sao biến quang, đại lượng ấy là khổng lồ, vì thế các quan sát được quy về khối tâm của Hệ Mặt Trời và ghi thành ngày theo khối tâm BJD. Bỏ qua hiệu chỉnh này thì vẽ ra những thay đổi chu kỳ giả, vốn không hề có trong chính ngôi sao.
02 · Quy đổi
Nhập một ngày hoặc số thứ tự ngày
Việc chuyển đổi giữa mọi dạng rút ngắn đều chính xác, vì cách chúng với ngày Julius chỉ là một hằng số bị trừ đi. Dòng lịch được tính theo cách thông thường, còn thang của phần lẻ thì tùy thuộc thời gian được lấy ở đâu: JD trong UTC và JD trong giờ Trái Đất hôm nay lệch nhau 69,2 giây.
Các ngày trước năm 1582 thì phiếu đọc theo lịch Julius, như thói quen trong niên đại học; công tắc lịch nằm trong phần chỉnh tinh của phiếu.
Phần lẻ của ngày Julius và của ngày sửa đổi lệch nhau nửa ngày, và do đó một MJD nguyên rơi vào nửa đêm, còn một JD nguyên rơi vào giữa trưa. Sai lầm nửa ngày ấy là thường gặp nhất khi xử lý quan sát lưu trữ: nó không làm hỏng các hiệu bên trong một loạt, nhưng khi nối các loạt lại thì dời pha của sao biến quang đúng nửa chu kỳ.
| Giá trị | Ghi chú | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Bậc độ lớn
thang lôgarit: từ một ngày đến trọn chu kỳ04 · Dụng cụ đo
Lấy gì để ghi ngày cho một quan sát
Suốt một thế kỷ rưỡi, ngày quan sát được viết tay vào sổ, và số ngày Julius tiện chính ở chỗ nó không đổi giữa ca. Các kho đường cong sáng của sao biến quang gom lại theo lối ấy đến nay vẫn còn dùng: không có phép đếm liên tục thì việc nối quan sát thế kỷ mười chín với quan sát hôm nay gần như bất khả.
Ngày sao ngắn hơn ngày mặt trời gần bốn phút, và đồng hồ của người quan sát chạy theo sao để kính thiên văn có thể ngắm theo xích kinh mà khỏi tính. Nhưng không thể ghi quan sát bằng giờ sao, vì nó chẳng dùng được cho các hiệu, nên bên cạnh bao giờ cũng có đồng hồ thứ hai, đồng hồ dân dụng, còn thứ đi vào sổ chính là ngày Julius.
Trong đầu tệp của mỗi bức ảnh ngày nay đều có lúc mở đầu và kết thúc phơi sáng, còn đo quang thì lấy điểm giữa của nó. Nó được viết bằng ngày sửa đổi, vì ngắn hơn và lọt vào một số dấu phẩy động thông thường mà không mất chữ số, trong khi ngày Julius đầy đủ ngốn hết độ chính xác vào phần nguyên của nó.
Quan sát nhận ngày của mình không phải từ đồng hồ trên tường mà từ máy thu bắt tín hiệu của hệ vệ tinh, và độ chính xác của dấu đạt tới hàng chục nanô giây. Máy thu cho thời gian theo thang UTC, nên người xử lý tự đưa phần lẻ của ngày về giờ Trái Đất, cộng thêm độ lệch hiện thời và hằng số 32,184 giây.
05 · Quy tắc viết
Ngày mà không nói rõ thang thì chưa trọn
Các ký hiệu viết hoa, không dấu chấm, còn con số thì tách bằng khoảng trắng; thang mà phần lẻ được lấy theo thì ghi trong ngoặc, vì giữa JD trong UTC và JD trong giờ Trái Đất cách nhau hơn một phút. Các dạng của phép đếm không trộn lẫn: ngày sửa đổi có hằng số riêng và nửa đêm riêng, và thêm «JD» vào nó là không được phép, dù chỉ trong bản nháp.
Cách viết thứ nhất treo lên một số đã sửa đổi cái ký hiệu của người khác và dời thời điểm đi hai triệu rưỡi ngày. Cách thứ hai đặt dấu chấm bên trong ký hiệu, điều không làm với JD cũng chẳng làm với MJD. Cách thứ ba đánh mất đúng nửa ngày ấy, cái nửa ngày khiến một dạng khởi ngày vào giữa trưa còn dạng kia vào nửa đêm. Còn cách thứ tư thì lẫn lộn các gốc.
06 · Các đơn vị lân cận
Bên cạnh nó là hết thảy các dạng rút ngắn của cùng phép đếm ấy, mỗi dạng nghĩ ra cho một việc: ngày cắt ngắn của đo xa qua vệ tinh, ngày rút gọn của lịch thiên văn cũ, và cả phép đếm giây của kỷ nguyên POSIX, dựng theo cùng một nguyên tắc, chỉ khác gốc và khác đơn vị.
ngày tính từ giữa trưa
ngày tính từ nửa đêm
năm chữ số trong đo xa
Trong các phiếu của Simetrium bên cạnh là các thang UTC, TAI và UT1, những thứ định ra phần lẻ của ngày, ngày với tư cách đơn vị của phép đếm này, cách tính năm, những cái khác nhau ở gốc, và thế kỷ, mà dạng Julius 36 525 ngày của nó đi vào công thức kỷ nguyên.
07 · Phần lịch sử
Phép đếm nghĩ ra để mà trừ
Một năm sau cải cách Gregorius, Joseph Scaliger cho in công trình về việc chỉnh lại niên đại, trong đó ông đề nghị một phép đếm không lệ thuộc bất kỳ lịch nào. Gốc thì ông đặt vào năm mà chu kỳ mặt trời hai mươi tám năm, chu kỳ mặt trăng mười chín năm và chu kỳ chỉ định mười lăm năm gặp nhau — sao cho mọi ngày tháng thời cổ đều rơi vào bên trong chu kỳ.
John Herschel trong «Outlines of Astronomy» đã chỉ ra chu kỳ niên đại giúp gì cho người quan sát, và cho các bảng để chuyển đổi. Giới thiên văn tiếp nhận nó nhanh chóng, vì việc của họ đúng là việc mà phép đếm ấy hợp: trừ ngày này khỏi ngày kia và được ra số ngày, chẳng phải nghĩ đến tháng hay năm nhuận.
Việc theo dõi những vệ tinh nhân tạo đầu tiên tiến hành bằng điện tín và trên máy tính cơ, nơi mỗi chữ số thừa đều tốn tiền và sinh lỗi. Khi đó người ta trừ khỏi ngày Julius 2 400 000,5, hai triệu biến mất một lượt và điểm khởi ngày dời về nửa đêm, và ngày sửa đổi thu được như vậy trở thành chuẩn mực của mọi cơ quan làm việc suốt ngày đêm.
Mỗi khuôn hình của kính thiên văn khảo sát đều mang trong đầu tệp ngày sửa đổi của điểm giữa phơi sáng, còn các danh mục sao biến quang thì cho kỷ nguyên cực đại bằng ngày Julius đầy đủ. Phép đếm này đã vượt qua một cuộc cải cách lịch, một lần thay thang thời gian và bước chuyển từ kính ảnh sang cảm biến, vì nó chẳng mô tả gì ngoài số thứ tự của ngày.
Đại lượng không có chuẩn cũng không có sai số
Ngày Julius không đo được, và trong nó chẳng có gì để kiểm định: nó không phải thuộc tính của thế giới mà là cách đánh số, và tính đúng đắn của nó do số học bảo đảm chứ không phải do dụng cụ. Mọi thứ có thể trục trặc đều nằm ở phần lẻ, nơi vật lý thật sự xuất hiện: ở đó phải biết thời gian được lấy theo thang nào, đã tính đến độ lệch của đồng hồ nguyên tử chưa, và thời điểm đã quy về khối tâm hay chưa.
Tuổi thọ dài của nó được giải thích chính bằng điều đó. Các lịch thay nhau, mười ngày bị gạch bỏ bằng sắc lệnh, người ta treo thêm giây nhuận vào giây rồi nay sắp bãi bỏ chúng, còn số thứ tự của ngày thì cứ đi đường mình, chẳng đáp lại điều nào trong số ấy. Một quan sát ghi bằng ngày Julius năm 1860 được trừ khỏi quan sát hôm nay mà không cần một hiệu chỉnh cải cách nào — và đó chính là điều người ta muốn.
Danh mục · đơn vị đo
Mỗi đại lượng một phiếu
Bảy đơn vị cơ bản của SI, hai mươi hai đơn vị dẫn xuất có tên riêng và các đại lượng ngoài hệ, thiếu chúng thì kỹ thuật lẫn lịch đều không chạy.