Календарь, принципы его построения и различные виды.

Система счёта длительных промежутков времени называется календарём. Древние народы измеряли промежутки времени, наблюдая за движением светил. В Библии написано об этом: "И сказал Бог: да будут светила на тверди небесной, для отделения дня от ночи, и для знамений, и времён, и дней, и годов" (Бытие.1,13). Здесь указано, что в представлении древних людей светила небесные нужны были для установления календаря.

Для измерения длительных промежутков времени используют период обращения Луны вокруг Земли и Земли вокруг Солнца. Эти явления сложны и поэтому ещё издревле возникала путаница с установлением точного числа дней и месяцев в году. В целый год, т.е. во время видимого обращения Солнца вокруг Земли, входит не целое количество дней и не целое количество равных месяцев.

По современным данным один тропический год (промежуток времени между двумя прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия) равен 365,2422 суток. В основу месяца положено обращение Луны вокруг Земли. Но каждый лунный месяц имеет 29 - 30 дней. Значит в году не может быть 12 ровных лунных месяцев.

Одни народы, например, евреи и арабы, жили и живут по лунному календарю. Год в этом календаре содержит ровно 12 лунных месяцев продолжительностью 29 - 30 дней. Из-за того, что лунный год имеет меньше дней, чем тропический, у арабов вообще нет фиксированного начала года, оно постоянно перемещается по сезонам. В течение жизни одного человека год может начинаться и весной, и летом, и зимой, и осенью. Другие народы комбинировали солнечный и лунный циклы, пытаясь найти компромисс.

Римляне первоначально исчисляли время лунными годами. Новый год начинался 1 марта. До сих пор некоторые месяцы современного календаря называются по этой традиции (сентябрь - седьмой, декабрь - десятый и т.д.). Впоследствии первый день года был перенесён на 1 января, так как с 153 г. до н.э. в этот день вступали в должность консулы.

Гай Юлий Цезарь провёл реформу древнего римского календаря, основанного на движении Луны. Он ввёл с 1 января 45 г. до н.э. солнечный календарь. Средняя продолжительность года по этому календарю равна 365,25 суток. Чтобы избежать ошибки, связанной с дробным числом дней, каждые 4 года добавлялся 1 день. Год с 366-ю днями называется с тех пор високосным. Лишний день вставлялся не 29 февраля, как это делается сейчас, а между 24 и 25 числами. У римлян счёт дней был отличный от нашего. Отправным пунктом являлся не первый день месяца, а какое-то знаменательное событие, могущее быть даже в другом месяце. Фиксировались обычно три дня каждого месяца, каждый из которых соответствовал началу новой лунной фазы.

Принятое ныне исчисление дней с первого до последнего в месяце установилось лишь в 6 в. н. э. Например, дни в феврале считались от мартовских коленд. Так 24 февраля по римски называлось "шестой день до мартовских коленд". А так как в високосном году было два двадцать четвёртых числа, то второе называлось "дважды шестой до мартовских коленд". На латинском языке это звучит так: "bis sextum Kalendae Mart". Позднее год с лишним днём стал называться annus bissextus. Латинское слово биссекстус превратилось в русском языке в високосный.

Этот календарь в память о Юлии Цезаре называется юлианским. Месяц июль тоже назван в память об императоре. Месяц август был назван в честь императора Октавиана Августа в 8 в.н.э. Остальные месяцы календаря называются по разным традициям, например январь в честь бога Януса, февраль в честь ежегодных очистительных обрядов Februa, март по имени бога Марса, май по имени богини Майи, июнь по имени богини Юноны.

В юлианском календаре один день прибавляется в годы, номера которых делятся на 4 без остатка.

Однако, средняя продолжительность тропического года, измеренного по истинному обращению Земли вокруг Солнца, отличается от юлианского на 0,0078 суток. Для жизни одного поколения это неощутимо, но за 128 лет разница составляет сутки. В Средние века погрешность стала равной семи дням. Это было замечено церковными деятелями.

По христианской традиции праздник Пасхи связывается с днём весеннего равноденствия и рассчитывается относительно 21 марта. Это правило было принято в 325 году на Никейском Вселенском Соборе. Из-за неточности юлианского календаря в 16 веке весеннее равноденствие, как природное явление, приходилось на 11 марта, а Пасха рассчитывалась исходя из древней традиции, считая, что оно должно быть 21 марта.

Обсуждение реформы календаря продолжалось несколько столетий. Наконец, папа Григорий XIII 24 февраля 1582 года издал буллу, в которой провозглашал новый календарь и постановлял, что после четверга 4 октября 1582 года наступит пятница 15 октября.

Григорианский календарь основан на более точном знании тропического года и полностью привязан к астрономическим явлениям. Дата весеннего равноденствия всегда приходится на 21 марта и не может сместиться. Небольшое несоответствие между григорианским и истинным тропическим годами всё же есть. Разница в один день набегает за 3300 лет. Такая погрешность сегодня для нас несущественна.

Високосный год - каждый четвёртый, за исключением годов с целым числом столетий (1700, 1800,...). Год с целым числом столетий считается високосным только тогда, когда число сотен делится на 4 без остатка. Преимущество Григорианского календаря ещё и в том, что расчёт церковных праздников основан на логике Вселенских Соборов.

В России этот календарь был введён со среды 31 января 1918 года. Следующий день уже был 14 февраля. За время, прошедшее со времён Юлия Цезаря календарная ошибка достигла 13 дней.

В католических странах переход на новый календарь произошёл в XVI веке, в Скандинавии и Великобритании в 18 веке. Православные страны Греция, Болгария, Румыния, Сербия приняли новый стиль в начале ХХ века.

Эры.

Исходный пункт каждого летоисчисления называется эрой. Эры у разных народов были разные и связывались с какими-либо знаменательными событиями или с годами правления царей и императоров.

В Греции применялась эра Олимпиад (начало 776 г. до н.э.). Года записывались так: Ol 5 3 - 3-й год 5-й Олимпиады. В Риме использовалась эра от Основания Рима (753 г.до н.э.) и счёт годов от назначения консулов. Последний консул был Флавий Василий Младший в 541 году н.э. и года считали post consulatum Basilii. В средневековой Европе распространена была эра Диоклетиана (29 августа 284 г.н.э.). В Александрии она была переименована в эру мучеников чистых, поскольку император Диоклетиан преследовал христиан и сохранилась в Египте до 19 века.

Евреи используют эру от Сотворения мира, которая начинается в 3761 году до н.э.. Христиане тоже используют эру от сотворения мира, но имеют разные традиции счёта лет. Все они основываются на подсчёте библейских поколений, но имеют свои особенности. Например, византийская традиция считает, что в год начала мира должны начинаться солнечный круг (количество лет, за которое повторяется совпадение високосных лет и начала недель), лунный круг (период повторяемости лунных фаз) и 15-летний индиктион. Получилось, что сотворение мира произошло в 5508 году до н.э. от Рождества Христова ввёл в 525 году папский архивариус Дионисий Малый. 248 год эры Диоклетиана он приравнял 532 году от Рождения Христа. Исследователи считают, что Дионисий выбрал эту дату для удобства расчёта пасхалии, потому что точно определить дату рождения Иисуса Христа никому до сих пор не удалось. Эра от Рождества Христова начала употребляться кое-где в 10 веке, а повсеместно в католических странах лишь с 15 века.

Юлианские дни.

При решении некоторых задач астрономии нужно знать число средних солнечных суток, протекших между двумя датами, далеко отстоящими друг от друга. Это легко сделать при помощи юлианских дней. Юлианские дни - это дни, которые непрерывно считаются через годы, столетия и тысячелетия от 1 января 4713 года до н.э. Начало каждого юлианского дня считается в средний гринвичский полдень.

Рефракция.

Видимое положение светила над горизонтом отличается от вычисленного по формулам. Лучи света от небесного тела, прежде чем попасть в глаз наблюдателя, проходят сквозь атмосферу Земли и преломляются в ней, а так как плотность атмосферы увеличивается к поверхности Земли, то луч света всё более и более отклоняется в одну и ту же сторону по кривой линии, так что направление ОМ1, по которому наблюдатель видит светило, оказывается отклонённым в сторону зенита и не совпадает с направлением ОМ2, по которому бы он видел светило при отсутствии атмосферы.

Явление преломления световых лучей при прохождении ими земной атмосферы называется астрономической рефракцией.

Угол М1ОМ2называется углом рефракции или рефракцией r.

Угол ZОМ1называется видимым зенитным расстоянием светила z`, а угол ZОМ2- истинным зенитным расстоянием z.

z - z` = r,

т.е. истинное зенитное расстояние светила больше видимого на величину рефракции r.

Рефракция как бы приподнимает светило над горизонтом. Так как по законам оптики, луч падающий и преломлённый лежат в одной плоскости, поэтому рефракция не изменяет азимута светила, и равна 0 если светило находится в зените.

Рефракция зависит от высоты светила над горизонтом, состояния атмосферы (температуры и давления). На линии горизонта рефракция в среднем равна 35`.

При давлении В мм рт. ст. и температуре t0C приближённое значение рефракции: