4.4: Календар

Last updated

Oct 27, 2022
Save as PDF
- 4.3: Зберігання часу
- 4.5: Фази і рухи Місяця

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Цілі навчання

До кінця розділу ви зможете:

Зрозумійте, як календарі змінювалися між різними культурами
Поясніть витоки нашого сучасного календаря

«Яка сьогоднішня дата?» є одним з найпоширеніших питань, які ви можете задати (як правило, під час підписання документа або турбуючись про те, чи слід було б почати навчання для наступного іспиту з астрономії). Задовго до ери цифрових годинників, смартфонів та фітнес-груп, які розповідають дату, люди використовували календарі, щоб допомогти виміряти плин часу.

Виклик календаря

Є дві традиційні функції будь-якого календаря. По-перше, він повинен відстежувати час протягом довгих прольотів, дозволяючи людям передбачати цикл сезонів і вшанувати особливі релігійні або особисті ювілеї. По-друге, щоб бути корисним для великої кількості людей, календар повинен використовувати природні часові інтервали, з якими кожен може погодитися - ті, які визначаються рухами Землі, Місяця, а іноді навіть планет. Природними одиницями нашого календаря є день, заснований на періоді обертання Землі; місяць, заснований на циклі фаз Місяця (див. Далі в цьому розділі) про Землю; і рік, заснований на періоді обертання Землі про Сонце. Труднощі виникли внаслідок того, що ці три періоди не є порівнянними; це вигадливий спосіб сказати, що один не ділиться рівномірно на будь-який з інших.

Період обертання Землі становить, за визначенням, 1.0000 день (і тут використовується сонячний день, так як це основа людського досвіду). Період, необхідний Місяцю для завершення циклу фаз, який називається місяцем, становить 29.5306 днів. Основний період революції Землі, званий тропічним роком, становить 365,2422 дня. Співвідношення цих чисел не зручні для розрахунків. Це історичний виклик календаря, яким різними способами займаються різні культури.

Ранні календарі

Навіть найдавніші культури були стурбовані збереженням часу і календаря. Деякі цікаві приклади включають пам'ятники, залишені людьми бронзового віку в північно-західній Європі, особливо на Британських островах. Найкраще зберігся з пам'ятників Стоунхендж, приблизно в 13 кілометрах від Солсбері на південному заході Англії (рис. $\PageIndex{1}$ ). Це складний масив каменів, канав і отворів, розташованих в концентричних колах. Вуглецеві датування та інші дослідження показують, що Стоунхендж був побудований протягом трьох періодів, починаючи від приблизно 2800 до 1500 до н.е. Деякі з каменів вирівняні з напрямками Сонця і Місяця під час їх підйому і установки в критичні пори року (наприклад, літнє і зимове сонцестояння), і прийнято вважати, що принаймні одна функція пам'ятника була пов'язана з веденням календаря.

альт — Малюнок $\PageIndex{1}$ : Стоунхендж. Стародавній пам'ятник, відомий як Стоунхендж, використовувався для відстеження рухів Сонця і Місяця. (кредит: модифікація роботи Адріано Ауреліо Араухо)

Майя в Центральній Америці, які процвітали більше тисячі років тому, також були стурбовані збереженням часу. Їх календар був настільки ж складним, як і, можливо, більш складним, ніж сучасні календарі в Європі. Майя не намагалися співвіднести свій календар точно з довжиною року або місячного місяця. Швидше, їх календар був системою відстеження проходження днів і для відліку часу далеко в минуле або майбутнє. Серед інших цілей він був корисний для прогнозування астрономічних подій, таких як положення Венери на небі (рис. $\PageIndex{2}$ ).

Стародавні китайці розробили особливо складний календар, багато в чому обмежений декількома привілейованими спадковими придворними астрономами-астрологами. Крім рухів Землі і Місяця, вони змогли вписатися в приблизно 12-річний цикл Юпітера, який був центральним в їх системі астрології. Китайці все ще зберігають деякі аспекти цієї системи у своєму циклі 12 «років» - Рік Дракона, Рік Свині тощо - які визначаються положенням Юпітера в зодіаку.

Наш західний календар походить від довгої історії хронометражу, починаючи з шумерів, починаючи принаймні другим тисячоліттям до н.е., і продовжуючи з єгиптянами та греками приблизно у восьмому столітті до нашої ери. Ці календарі привели, врешті-решт, до юліанського календаря, введеному Юлієм Цезарем, який наблизив рік на 365,25 днів, досить близький до фактичного значення 365,2422. Римляни досягли цього наближення, оголосивши роки мати 365 днів кожен, за винятком кожного четвертого року. Високосний рік мав мати один додатковий день, доводячи його тривалість до 366 днів, і, таким чином, зробивши середню довжину року за юліанським календарем 365,25 днів.

У цьому календарі римляни відкинули майже неможливе завдання спробувати базувати свій календар на Місяці, а також на Сонці, хоча пережитки старих місячних систем можна побачити в тому, що наші місяці мають середню тривалість близько 30 днів. Однак місячні календарі залишилися в застосуванні і в інших культурах, а ісламські календарі, наприклад, все ще в першу чергу є місячними, а не сонячними.

Григоріанський календар

Хоча юліанський календар (який був прийнятий ранньохристиянською церквою) представляв собою великий прогрес, його середній рік все ж відрізнявся від істинного року приблизно на 11 хвилин, сума, яка накопичується протягом століть до помітної помилки. До 1582 року ці 11 хвилин на рік додали до того моменту, коли перший день весни відбувся 11 березня, а не 21 березня. Якби тенденція дозволила продовжитися, врешті-решт християнське святкування Великодня відбулося б на початку зими. Папа Григорій XIII, сучасник Галілея, вважав за необхідне запровадити подальшу календарну реформу.

Реформа григоріанського календаря складалася з двох кроків. По-перше, 10 днів потрібно було викинути з календаря, щоб повернути весняне рівнодення до 21 березня; шляхом проголошення день, наступний за 4 жовтня 1582 року, став 15 жовтня. Другою особливістю нового григоріанського календаря стала зміна правила високосного року, що робить середню довжину року більш наближеною до тропічного року. Григорій постановив, що три з кожних чотирьох століть років - всі високосні роки за юліанським календарем - відтепер будуть загальними роками. Правило полягало в тому, що лише століття, ділені на 400, будуть високосними роками. Таким чином, 1700, 1800 і 1900 - всі розділені на 4, але не на 400 - не були високосними роками за григоріанським календарем. З іншого боку, 1600 і 2000 роки, обидва ділилися на 400, були високосними роками. Середня тривалість цього григоріанського року, 365.2425 означає сонячні дні, правильна приблизно до 1 дня в 3300 років.

Католицькі країни відразу ввели в дію григоріанську реформу, але країни Східної Церкви і більшість протестантських країн не прийняли її набагато пізніше. Це був 1752 рік, коли Англія та американські колонії нарешті зробили зміни. За парламентським указом, 2 вересня 1752 року, пішов 14 вересня. Хоча були прийняті спеціальні закони, щоб запобігти таким зловживанням, як орендодавці збирають повну місячну орендну плату за вересень, все ще були заворушення, і люди вимагали їх 12 днів назад. Росія не відмовлялася від юліанського календаря аж до часів більшовицької революції. Росіянам тоді довелося опустити 13 днів, щоб вступити в ногу з рештою світу. Річниця Жовтневої революції (старий календар) 1917 року, приведення комуністів до влади, таким чином, закінчилася святкуванням у листопаді (новий календар), різниця, яка, можливо, не настільки важлива з моменту падіння комунізму.

Резюме

Фундаментальна проблема календаря полягає в узгодженні непорівнянних тривалості дня, місяця та року. Більшість сучасних календарів, починаючи з римського (юліанського) календаря першого століття до нашої ери, нехтують проблемою місяця і концентруються на досягненні правильної кількості днів в році за допомогою таких умовностей, як високосний рік. Сьогодні більша частина світу прийняла григоріанський календар, встановлений у 1582 році, знаходячи шляхи співіснування з системою місяців старіших місячних календарів.