С изобретяването на високосната година Юлианският календар се използва по целия свят повече от 1500 години. С течение на времето това ще доведе неминуемо до катастрофа.

Повтарянето на сезоните на годишна база се управлява от движението на Земята около Слънцето, но повечето от ранните календари, разработени от човечеството, са базирани на Луната, а не на Слънцето. Широкото възприет преди около 2000 години Юлианският календар постави по-голямата част от човечеството на една и съща основа, като високосните години на всеки четири години помагат годината се синхронизира със сезоните. До средата на второто хилядолетие нещата излизат извън контрол така, че седмица и половина е трябвало да бъде премахната от календара, за да се коригират нещата. Ето защо толкова много "исторически" дати са ненадеждни.

Галилей умира на 8 януари 1642 г., а на Коледа същата година се ражда Исак Нютон. През 1616 г. двама изключително известни драматурзи (наред с другите им литературни начинания), Мигел де Сервантес и Уилям Шекспир, умират само с един ден разлика: 22 април за Сервантес и 23 април за Шекспир. 

Но при по-внимателно разглеждане разбираме, че нито един от тези факти не е верен. Докато физиците често наричат ​​Коледа "Newtonmas" в чест на рождението на Исак Нютон, това е вярно само защото Англия, за разлика от останалия свят, не са преминали към григорианския календар. Реалният рожден ден на Нютон е 4 януари 1643 г. според нашите съвременни практики за отчитане на времето. Сервантес и Шекспир всъщност са починали с 11 пълни дни разлика, а не само с един, тъй като страните им са били на различни календари по това време. 

Причината за цялото това историческо объркване? Погрешен календар, който действа чак от времето на Юлий Цезар. Ето науката зад това как най-трайният календар на човечеството, Юлианският календар, се проваля.

Това изображение показва един интелигентен начин на изобразяване на календар от една страница за текущата година, която е и високосна година, също като 2024. Обърнете внимание, че месечните модели се различават от начина, по който се държат през невисокосната година, показвайки нов модел, уникален за високосните години , което съответства на факта, че февруари има 29 дни вместо 28. Кредит: E. Siegel

Представете си, че не сте били тук, на планетата Земя, а по-скоро в необичайно положение: милиони километри нагоре над северния полюс на Слънцето, гледайки надолу към Слънчевата система. Докато наблюдавате Земята, третата планета от Слънцето, обикаляща около него, лесно бихте могли да измерите колко време е било нужно на тази планета да завърши пълна обиколка от 360° около Слънцето. Това е един от начините за измерване на една година и за астрономите това е известно като сидерична (от лат. sidus "звезда"; род. падеж sideris) година, която не е изненадващо, отнема малко над 365 денонощия, където едно денонощие се определя от времето, необходимо на Земята да се завърти на 360° около оста си.

За съжаление, това просто определение не съвпада напълно с начина, по който преживяваме годината тук, на Земята. За всеки жител на планетата Земя не завъртанията на 360° определят годината, а по-скоро повтарянето на сезоните: условията, които земният наблюдател на Земята изпитва. Това е в съответствие с това, което астрономите наричат ​​тропическа година, която започва от:

• пролетно равноденствие до пролетно равноденствие,
• лятно слънцестоене до лятно слънцестоене,
• есенно равноденствие до есенно равноденствие,
• или зимно слънцестоене до зимно слънцестоене.

По принцип, ако погледнете оста на Земята и кажете, "ето как е ориентирана по отношение на Слънцето точно в този момент", една тропическа година ще отбележи следващия път, когато оста на Земята се върне точно в това положение със същата ориентация.

Преди 800 години перихелият и зимното слънцестоене съвпадат. Поради прецесията на земната орбита, те бавно се раздалечават, завършвайки пълен цикъл на всеки 21 000 години. С течение на времето Земята се отдалечава малко повече от Слънцето, периодът на прецесия се увеличава и ексцентричността също варира. Най-точната мярка за "годината" според опита на земляните, е да се премине от равноденствие към равноденствие или слънцестоене до слънцестоене. Кредит: Greg Benson/Wikimedia Commons

Ако искате да създадете календар, който да отчита точно времето за дълги периоди от време, трябва да си зададете правилния въпрос: колко точно е продължителността на тропическата година и каква календарна система би довела до дефиницията на "година"", която съответства на тропическа година за дълги периоди от време?

Продължителността на тропическата година е измерена с изключителна точност и се знае с точност до част от секундата. По отношение на времето, което е необходимо, за да се състави една тропическа година днес, това са точно 365,24219 дни или 365 дни, 5 часа, 48 минути и 45 секунди.

Забележително е, че това е около 20 минути и 24,5 секунди по-кратко от сидеричната година, като равноденствията на Земята (т.е. ориентацията от нашия аксиален наклон) много бавно извършва прецесия по отношение на орбитата на Земята около Слънцето. В периоди от време над 20 000 години, аксиалната ориентация на Земята се измества в кръгов модел, което води до промяна на нашите небесни "северни" и "южни" полярни звезди с течение на времето. Докато днес Полярната звезда в съзвездието Малка мечка маркира Севера (с точност до 1°), полярните звезди в двете полукълба са се променяли значително и периодично с течение на времето. Преди 5000 години, когато са били построени египетските пирамиди, звездата Тубан в съзвездието Дракон е била "полярната звезда" на северното полукълбо.

Днес, през 2024 г., Полярната звезда в съзвездието Малка мечка е отлична "Северна звезда", тъй като се намира на около 1 градус от небесния северен полюс. С прецесията на земната ос, присъствието и свойствата на полярната звезда се променят; Преди 5000 години звездата Тубан в съзвездието Дракон е била отлична полярна звезда за човечеството. Кредит: Tauʻolunga/Wikimedia Commons

Но тези детайли - и тези нива на прецизност - са сравнително нови активи за човешкото познание. Преди хиляди години се е знаело, че лунният календар (въз основа на броя пълнолуния за една година) не е в съответствие със слънчевия календар, така че повечето календарни системи обикновено се състоят от 12 пълни луни или лунни "месеци", като от време на време в годината се вмъква 13-ти месец, за да се поддържа съответствието на лунния и слънчевия календар.

Проблемът с тази система, още в епохата на Римската република, всъщност е политически: злоупотребите с власт карат хората да разрешат или да откажат вмъкването на междинен месец в зависимост от това кой е на власт. През 46 г. пр. н. е. тогавашният консул Юлий Цезар предлага реформа: нека календарът да се управлява от Слънцето, т.е. слънчев календар, за да бъде освободен от опасенията за човешка намеса. Резултатът, станал на 1 януари 45 г. пр. н. е., е приемането на Юлианския календар, който приписва 365 и ¼ дни на годината: с 365 дни за повечето години и допълнителен "високосен ден" за всяка четвърта година. Това приближение не е римско изобретение, но е било известно на египтяните повече от 1000 години още по времето на Цезар.

Еднократното пътуване по земната орбита по пътя около Слънцето е пътуване от 940 милиона километра. Допълнителните 3 милиона километра, които Земята изминава през космоса на ден, гарантират, че заради завъртането на 360 градуса около нашата ос Слънцето няма да се установи в същата относителна позиция в небето като предишното денонощие. Ето защо денят ни е по-дълъг от 23 часа и 56 минути и 4,09 секунди, което е времето, необходимо на сфероидната Земя да се завърти на цели 360 градуса. По същия начин "година" не е времето, необходимо на Земята да направи пълна революция на 360 градуса около Слънцето, а се определя от връщането на нейната ос в същата позиция спрямо Слънцето спрямо предходната година. Кредит: Larry McNish at RASC Calgary Centre

Приблизително през следващите 1600 години голяма част от света приема Юлианския календар (или почти идентичен негов вариант) в опит да се отчита времето по един и същ начин. Но към средата на второто хилядолетие от новата ера, става забележимо, че начинът, по който Земята преминава през годината, управлявана от слънцестоене и равноденствие, са я отклонили значително по отношение на първоначалните календарни дати в Юлианския календар.

• Зимното слънцестоене, първоначално настъпващо на 25 декември по юлианския календар, сега се случва през първата половина на месеца.

• Пролетното равноденствие, първоначално настъпващо в края на март, сега се случва през първата половина на март: всъщност на 10 март.

• Лятното слънцестоене също се е изместило от втората половина на юни към първата половина на юни,
  и есенното равноденствие, първоначално в края на септември, сега се случва в първата половина на септември.

Виновникът е много малкото несъответствие между 365,25 дни, определени за "средна" година от Юлианския календар, спрямо действителната продължителност на тропическата година на Земята от 365,24219 дни. Тази разлика, макар и малка, наистина се натрупва за периоди от повече от 1000 години.

Земята, движейки се по своята орбита около Слънцето и въртейки се около оста си, изглежда прави затворена, непроменлива елипсовидна орбита. Ако погледнем обаче с достатъчно висока точност, ще открием, че нашата планета всъщност спираловидно се отдалечава от Слънцето, докато периодът на въртене на нашата планета се забавя с времето. Същият календар, който използваме днес, не може успешно да се приложи нито към нашето далечно минало, нито към бъдещето. Кредит:  Larry McNish at RASC Calgary Centre

Тази малка разлика може да съответства само на средно 10,8 минути на година, но след като са изминали около 1600 години, това се е натрупало, за да постави Юлианския календар и реалната тропическа година извън синхронизирането с около 12 пълни дни. Или човечеството ще трябва да свикне с "плаващ" календар, при който сезоните стават все по-несинхронизирани с календара от първоначалното им разположение, или ще трябва да се възприеме нов тип календарна система, с някакъв вид на "смяна", наложена, за да върне календара и реалната година обратно в първоначалната им, предвидена конфигурация.

Следващият голям скок в усъвършенстването на календара на човечеството идва през 16 век: с изобретяването и обнародването на Григорианския календар. Папа Григорий XIII през 1582 г. представя нов календар, който бързо измества Юлианския календар в много части на света. За да съгласуваме по-добре нашия календар с действителната тропическа година, начинът, по който вмъкваме "високосни дни", бее променен. Вместо да се случват на всеки 4 години, както в Юлианския календар, високосните дни ще се вмъкват само на всеки 4 години освен за години, които завършват на "00", отбелязващи началото на века. Само ако тези години се делят на 400, ще получат високосен ден; това се случва в 2000 година, но не и в 1900 и през 2100 няма да стане.

Наличието или отсъствието на 29 февруари в календара има голямо значение дали равноденствието се измества напред или назад във времето спрямо равноденствието от предходната година. 2020 г. отбелязва първата година от 1896 г., когато равноденствието е на 19 март, а 2024 г. ще отбележи още една година с високосен ден. Високосните дни се случват на всеки 4 години според Юлианския календар, но Григорианският календар го преразгледа, за да премахне някои от високосните дни (на години, завършващи на "00", но неделими на 400), за да следва по-добре времето. Кредит: DG-RA/openclipart

Тази реформа се посреща с огромно подобрение: вместо средно 365,25 дни в годината според Юлианският календар, Григорианският календар предоставя по-точните 365,2425 дни в годината, осреднено през вековете. В сравнение с действителната продължителност на една тропическа година, 365,24219 дни, Григорианският календар се отклонява само с около 27 секунди на година. Това означава, че докато Юлианският календар се разминаваше с тропическа година с един ден приблизително на всеки 128 години, на Григорианския календар ще са необходими около 3200 години, за да се размине с тропическа година само с една ден.

(Забележително е, че ако добавим една малка допълнителна модификация - че годините 3200, 6400, 9600 и всички други години, делими точно на "3200", няма да получат високосни дни - тогава ще са нужни някъде около 700 000 години, за да възникне един ден извън синхрона с тропическата година.)

Но през 1582 г., когато папа Григорий XIII излага своята календарна реформа, се появява друг проблем, с който е трябвало да се справим: фактът, че "старият" календар и реалната слънчева/тропическа година вече на са си несъответствали значително. Затова, тъй като "високосните дни" са били неправилно добавени към 12 календарни години до този момент според Юлианския календар:

• 100,
• 200,
• 300,
• 500,
• 600,
• 700,
• 900,
• 1000,
• 1100,
• 1300,
• 1400,
• и 1500,

"поправката" изисква да се премахнат някои от тях.

От 1582 г. Григорианският календар започва да измества по-малко точния Юлиански календар по целия свят. За да се приспособи тази промяна и да се отчете несъответствието, предизвикано от отклонението на Юлианския календар, трябваше да бъдат премахнати дати от календара, за да се позволи на Земята да "навакса" . През 1752 г. Великобритания и нейните територии (включително сегашните САЩ) правят смяна, като през тази конкретна година септември  е с 11 липсващи дни. Кредит: Oxford University Press/Висше образование в САЩ

За много страни по света (особено в Западна Европа), включително съвременна Италия, Испания, Полша и Португалия, решението бе "старият" Юлиански календар да продължи да се използва до 4 октомври, 1582 г. (което бе четвъртък), а след това следващият ден (който все още щеше да бъде определян като "петък") щеше да попадне под "новата" Григорианска календарна система, но щеше да бъде 15 октомври 1582 г. С други думи, 10 дни от 5 октомври 1582 г. до 14 октомври 1582 г. никога не са съществували, те са пропуснати, за да се позволи на календарната година и действителните сезони да се синхронизират отново. (Исторически тези дати са избрани по религиозни причини: това са дните, в които има най-малко празници на светци.)

Тази "нова" система на Григорианския календар бързо придобива световно признание и влиса в употреба. През 1582 г. Франция и Холандия приемат новата календарна система. През 1583 г. към тях се присъединяват Австрия, Швейцария и Германия. Но много страни, особено страни с голямо некатолическо население, се противопоставят на приемането на новата система, въпреки нейното превъзходство като календар.

Протестантските части на Германия, Холандия и Швейцария, заедно с цяла Дания, Норвегия и Исландия, не приемат Григорианския календар до 1700 г. Англия (и нейните колонии) не последва примера до 1752 г. Швеция и Финландия приемат Григорианския календар през 1753 г., Япония през 1873 г., Египет през 1875 г., а Русия го приема през 1918 г. (Ето защо " Октомврийската революция” е наречена така, въпреки че е започнала на 7 ноември 1917 г. по Григорианския календар.). Гърция стаба последната европейска държава, която направи промяната през 1923 г.

България приема Григорианския календар през 1916 г.

Въпреки че много страни за първи път приемат Григорианския календар през 1582 г., много страни извършват прехода по-късно. В резултат на това една и съща дата, записана в различни страни, често съответства на различна точка във времето. Кредит: Wikipedia.

Държавите, които преминаха по-късно, за да се върнат в синхрон с останалия свят, трябваше да премахнат повече от 10 дни от своя календар, в зависимост от броя на юлианските високосни дни, вмъкнати там, където Григорианският календар няма.

• Във Великобритания и нейните тогавашни колонии, тъй като 1700 година е минала, е необходимо да бъдат премахнати 11 дни: 3-13 септември 1752 г.
• В Египет и Япония 1800 година също бе минала и затова бе нужно 12 дни да бъдат премахнати от техните календари.
• В Русия, тъй като 1900 година е минала преди приемането на Календара, трябваше да бъдат премахнати 13 дни  и 1-13 февруари 1918 г. никога не са съществували там.

А за местата по света (включително редица православни църкви и други религиозни календари), които все още използват Юлианския календар за нещо, юлианските дати остават 13 дни несинхронизирани със съвременните (григориански), но ще станат несинхронизирани 14 дни, тъй като през 2100 г. няма да има 29 февруари, тъй като това ще бъде високосен ден по "лианския, но не и по Григорианския календар.

Ако използваме съвременни, григориански дати за всички части на света еднакво, ще открием, че много от "фактите", които сме научили за историята, не са се случили, както са ни учили. Сервантес и Шекспир всъщност умират с разлика от 11 дни, а не от един. Исак Нютон не е роден на Коледа през 1642 г. (годината, в която Галилей умира), а по-скоро на 4 януари 1643 г.

Луната упражнява приливна сила върху Земята, която не само причинява нашите приливи и отливи, но и забавя въртенето на Земята с последващо удължаване на денонощието. Асиметричната природа на Земята, усложнена от ефектите на гравитационното привличане на Луната и Слънцето, кара Земята да се върти по-бавно. За да компенсира и запази ъгловия импулс, Луната трябва да се отдалечава спираловидно навън. Поради тази причина Земята вече няма да има пълни слънчеви затъмнения след още 600 милиона години и продължителността на всяко денонощие ще става по-голяма с напредването на времето. Кредит: Wikimedia Commons Wikiclass; E. Siegel

Днес, като се има предвид структурата на Слънчевата система и познанията ни за гравитацията, се оказва, че в историята има нещо повече от просто избиране на една календарна схема, която най-добре съответства на действителната тропическа година. С течение на времето, тъй като Земята има голяма луна и се върти около оста си, има приливни сили на триене между системата Слънце-Земя-Луна, което кара въртенето на Земята да се забавя, нейното денонощие да се удължава, а също и за Луната да се отдалечи спираловидно от Земята с течение на времето. Разликата от една година до друга може да е малка - в сравнение с годината днес, за нашата планета ще са нужни допълнително 14 микросекунди, за да завърши пълно завъртане - но тези малки разлики неизбежно се натрупват с времето.

Въпреки че в момента има 365,24219 земни денонощия в една тропическа година, този брой се променя с времето, тъй като въртенето на Земята продължава да се забавя. След още 4 милиона години ще трябва да премахнем изцяло високосните години, тъй като "по-дълго" денонощие ще означава, че ще имаме точно 365,0000 земни дни в една тропическа година. Отвъд тази точка ще трябва да въведем отрицателни високосни дни, за да поддържаме нашия календар в синхрон със сезоните. След около 21 милиона години този брой ще спадне до 364,0000 земни дни в една тропическа година, а след около 200 милиона години периодът на въртене на Земята ще се удължи толкова силно, че ще изпревари Марс като планетата с третия най-дълъг период на завъртане в Слънчевата система.

Юлианският календар бе в сила в продължение на около 1600 години и въпреки че Григорианският календар е подобрение, той няма да бъде подходящ завинаги. Ако можем да оцелеем, като вид, хиляди години напред, може да помислим за календар, който се развива заедно с нашата планета. Това е единственият начин да поддържаме тропическата година и нашия начин за отбелязване на времето в синхрон, дори когато физическите свойства на Слънчевата система се променят с времето.

Източник: How humanity’s most enduring calendar failed us all, E. Siegel, bigthink

Още по темата

16/04/2020

Човекът

Великден и Луната. Астрономически и църковни дати

01/01/2020

Новини

Защо празнуваме Нова година на 1 януари?

29/02/2020

Земята

Какво казва математиката за 29 февруари

29/12/2018

Земята

Григорианският календар също не е точен. Ето защо