Календарь с потерей суток

Для наших предков основным источником информации о времени была цикличность, заложенная природой в движение планет и звезд, в смену времен года, светлой и темной частей суток. Спать ложились с заходом, вставали с восходом, полдень определяли по тому, что Солнце достигло наивысшей точки своего пути по небосводу. Для отсчета длительности промежутков времени и упорядочения жизни был придуман календарь.

Усовершенствовав уже существовавшую систему учета дней, египетские жрецы разработали календарь, очень похожий на современный европейский: год, состоявший из 365 суток, они разделили на 12 месяцев по 30 дней, а в конце года добавляли 5 дополнительных дней. У этого календаря был существенный недостаток: на самом деле в году не ровно 365, а около 365 с четвертью суток, и из таких четвертушек за 4 года накапливались целые сутки.

А вот древние вавилоняне считали, что в году не 365, а 360 дней (именно поэтому в окружности 360°). Они и свой календарь таким сделали, и в окружность привнесли свои заблуждения. Однако в данном случае любовь к «хорошим» числам (легко делящимся на много частей) сыграла свою позитивную роль, положив начало крайне удобному исчислению углов, унаследованному от вавилонских астрономов, которые делили градус угловой дуги дважды на 60: prima minuta — первое малое деление, secunda minuta — второе малое деление. Сутки подразделяются на часы, минуты и секунды тоже способом, унаследованным от вавилонян. В 46 году до н. э. Гай Юлий Цезарь преобразовал существовавшую до той поры систему летоисчисления: он принял продолжительность года в 365 с четвертью суток и предписал в каждом четвертом, високосном, году считать 366 дней.

Просуществовав не одно столетие, в XVI веке юлианский календарь подвергся некоторой модернизации. Поскольку солнечный год отличался от юлианского по продолжительности (он меньше на 1/128-ю часть суток), то за каждые 128 лет накапливались лишние сутки, и к XVI столетию эта разница составила уже целых 10 дней. Тогдашнего понтифика Папу Григория XIII крайне волновала проблема вычисления даты Пасхи, которая постепенно все более приближалась к Рождеству. Поэтому по совету календарной комиссии Григорий XIII предписал не считать високосными те «сотенные» (оканчивающиеся на два нуля) годы, числа которых не делятся на 400, то есть 1700, 1800 и 1900 годы.

Таким способом за 400 лет пропускались трое «лишних» суток. Именно этим новым стилем, названным григорианским, пользуется сегодня человечество в качестве внеконфессионального и межгосударственного календаря. Впрочем, и он не очень точен и не очень удобен в повседневной производственноторговой и научной деятельности, поэтому попытки усовершенствовать систему летосчисления не прекращаются, правда, уже не в папской резиденции, а в ООН, где продолжается работа над универсальным Всемирным календарем.

Магелланова среда

Особенно большое значение песочные часы имели на кораблях: в пасмурную погоду, когда по небесным светилам нельзя было определить время, его узнавали по песочным часам, известным нам как «склянки». Юнги отмеряли получасовые отрезки времени и били в колокол. Существовавшей в эпоху Средневековья точности измерения было совершенно недостаточно для навигации при морских путешествиях. Широту местонахождения корабля можно определить, просто измерив высоту Солнца, Луны или звезд, а для того, чтобы найти долготу, необходимо знать не только местное солнечное время, но и который сейчас час на широте порта приписки.

…В 1519 году из Севильи на запад отправилась флотилия Магеллана, цель экспедиции — кругосветное путешествие, а если точнее, пряности индийских островов. Три года пути, трудов, лишений, борьбы, открытий, и вот — Севилья встречает героев… После кругосветного плавания Магеллана человечество окончательно убедилось в том, что Земля круглая, вот только календарное время преподнесло очередной сюрприз. О ужас! Корабельный календарь не соответствовал местному: на корабле была среда, а в Севилье — четверг. Набожные испанцы босиком в белых саванах поспешили в церковь замаливать грехи — получалось, что они, сами того не ведая, передвинули дни постов и церковных праздников… Так люди поняли, что, основываясь только на заходах и восходах Солнца, можно и ошибиться в подсчете дней своей жизни.

Как хранить время

После того как были заложены теоретические основы измерения времени и земного пространства и созданы часовые и угломерные приборы достаточной точности, возникла необходимость учреждения системы отсчета и хранения времени.

Что принять за начальную точку отсчета для определения долготы? Как обеспечить хранение времени при длительных путешествиях? Как сличать это время с местным? Поскольку истинный полдень (самая короткая тень от гномона) наступает в различных точках Земли в разное время, необходимо было договориться об определенных условностях его отсчета. Так, пожалуй, впервые в истории человечества за стол переговоров сели бывшие военные противники, финансовые конкуренты и религиозные антиподы… Целое столетие ученые и государственные мужи разных стран спорили о том, где будет находиться «нулевой меридиан». Договориться им удалось только 1 ноября 1884 года — Международная меридианная комиссия признала за «нулевой» Гринвичский меридиан и рекомендовала принять Гринвичское время в качестве всемирного…

Гринвичский меридиан был выбран не случайно. Там в 1675 году по указу английского короля Карла II была организована астрономическая обсерватория, а двумя годами позже установлены маятниковые часы. Там же было впервые выведено уравнение времени, которое позволяло вычислять разницу между показаниями часов и солнечным временем. Солнце не является идеальным хранителем времени, поскольку полет нашей планеты происходит по эллиптической орбите и ось Земли наклонена к плоскости ее движения. Как следствие солнечное время то отстает от часового, то опережает его. Знаменитая вытянутая солнечная восьмерка — аналемма символизирует именно этот факт. Так родилось среднее Гринвичское время.

Релятивизм в действии

В 1905 году Эйнштейн предложил теорию относительности, суть которой заключается в том, что на быстро движущемся объекте время течет медленнее. То есть время стало величиной относительной. Такие понятия, как «сейчас», «сегодня», «завтра», имеют простой, общепринятый смысл только для событий, происходящих недалеко друг от друга. А если, например, сесть в космический корабль и разогнать его до скорости, близкой к скорости света, то можно и в будущее слетать посмотреть, как там будет на Земле через пару сотен лет, только вот вернуться в свое настоящее уже не удастся…

В 1908 году немецкий ученый Г. Минковский доказал неразрывное единство пространства и времени и ввел новое понятие пространство—время. Так мир стал четырехмерным. А в 1916 году Эйнштейн завершил создание общей теории относительности, согласно которой пространство—время может искривляться под действием сил тяготения (математически искривленные пространства ранее описал Н. Лобачевский). С тех пор геометрия искривленных пространств называется неевклидовой. Но самым интересным открытием в общей теории относительности является то, что в сильном поле тяготения время течет медленнее. Это означает, что часы у поверхности Солнца идут медленнее, чем у поверхности Земли, а часы на околоземной орбите, наоборот, быстрее.

Так называемые релятивистские эффекты учитываются сегодня не только учеными, астрономами, но и инженерами. Их влияние на навигационные спутники GPS и ГЛОНАСС сказывается на вычислениях орбит, на распространении навигационных сигналов и, конечно, на ходе бортовых атомных часов. Последняя поправка наиболее существенна и выражается в искусственном «замедлении» атомных часов спутников ГЛОНАСС и GPS.