Юлианский день представляет собой непрерывный отсчет дней с начала юлианского периода и используется в основном астрономами , а также в программном обеспечении для простого расчета дней, прошедших между двумя событиями (например, датой производства продуктов питания и датой продажи). [1]
Юлианский период представляет собой хронологический интервал в 7980 лет; Первый год юлианского периода был 4713 г. до н.э. (-4712 г.) . [2] 2024 год по юлианскому календарю — это 6737 год текущего юлианского периода. Следующий юлианский период начинается в 3268 году нашей эры . Историки использовали этот период для определения лет по юлианскому календарю, в течение которых произошло событие, хотя такой год не был указан в исторических записях или когда год, указанный предыдущими историками, был неправильным. [3]
Номер юлианского дня (JDN) — это целое число, присвоенное целому солнечному дню в юлианском отсчете дней, начиная с полудня по всемирному времени , при этом номер 0 по юлианскому дню присваивается дню, начинающемуся в полдень в понедельник, 1 января 4713 г. до н. э. , по юлианскому календарю . календаря (24 ноября 4714 г. до н.э., в пролептическом григорианском календаре ), [4] [5] [6] дата, в которую начались три многолетних цикла (а именно: Индикционный , Солнечный и Лунный циклы) и которая предшествовала любому даты в записанной истории . [a] Например, номер дня по юлианскому календарю для дня, начинающегося в 12:00 UT (полдень) 1 января 2000 г., был2 451 545 . [7]
Юлианская дата (JD) любого момента — это номер юлианского дня плюс доля дня, прошедшая с предыдущего полудня по всемирному времени. Юлианские даты выражаются в виде числа дней по юлианскому календарю с добавлением десятичной дроби. [8] Например, юлианская дата для 00:30:00.0 UT 1 января 2013 г.2 456 293 .520 833 . [9] Эта статья была загружена 28 апреля 2024 г. в 13:45:08 ( UTC ) – выраженная в юлианском формате, это 2460429.0730093.
Термин «юлианская дата» может также относиться, за пределами астрономии, к номеру дня года (точнее, к порядковой дате ) в григорианском календаре , особенно в компьютерном программировании, военной и пищевой промышленности, [10] или может относиться к датам в юлианском календаре . Например, если заданная «юлианская дата» — «5 октября 1582 года», это означает эту дату по юлианскому календарю (это было 15 октября 1582 года по григорианскому календарю — дата, когда она была впервые установлена). Без астрономического или исторического контекста «юлианская дата», указанная как «36», скорее всего, означает 36-й день данного григорианского года, а именно 5 февраля. Другие возможные значения «юлианской даты» «36» включают астрономический юлианский день. Число дня, или 36 год нашей эры по юлианскому календарю, или длительностью 36 астрономических юлианских лет ). Вот почему предпочтительны термины «порядковая дата» или «день года». В контекстах, где «юлианская дата» означает просто порядковую дату, календари григорианского года с форматированием порядковых дат часто называют «юлианскими календарями» , [10] но это также может означать, что календари относятся к годам по юлианскому календарю. система.
Исторически юлианские даты записывались относительно среднего времени по Гринвичу (GMT) (позже — эфемеридного времени ), но с 1997 года Международный астрономический союз рекомендовал указывать юлианские даты в земном времени . [11] Зайдельманн указывает, что юлианские даты могут использоваться с международным атомным временем (TAI), земным временем (TT), барицентрическим координатным временем (TCB) или всемирным координированным временем (UTC) и что шкала должна указываться, когда разница велика. значительный. [12] Доля дня определяется путем преобразования количества часов, минут и секунд после полудня в эквивалентную десятичную дробь. Интервалы времени, рассчитанные на основе разностей юлианских дат, указанных в неоднородных шкалах времени, таких как UTC, могут нуждаться в корректировке с учетом изменений в шкалах времени (например, високосных секундах ). [8]
Поскольку отправная точка или эталонная эпоха возникла очень давно, числа в юлианском дне могут быть довольно большими и громоздкими. Иногда используется более поздняя отправная точка, например, путем отбрасывания первых цифр, чтобы вписаться в ограниченную компьютерную память с достаточной точностью. В следующей таблице время указано в 24-часовом формате.
В таблице ниже Эпоха относится к моменту времени, используемому для установки начала (обычно нуля, но (1), если это явно указано) альтернативного соглашения, обсуждаемого в этой строке. Указанная дата является датой по григорианскому календарю, если не указано иное. JD означает Джулиан Дейт. 0h — 00:00 полночь, 12h — 12:00 полдень, UT, если не указано иное. Текущее значение — 13:45, воскресенье, 28 апреля 2024 г. ( UTC ) и может быть кэшировано. [ ]
Число юлианских дней основано на юлианском периоде , предложенном Джозефом Скалигером , ученым-классиком, в 1583 году (через год после реформы григорианского календаря), поскольку оно является продуктом трех календарных циклов, используемых с юлианским календарем:
Его эпоха наступает, когда все три цикла (если они продолжаются достаточно далеко назад) находились в своем первом году вместе. Годы юлианского периода отсчитываются от этого года, 4713 г. до н. э. , как года 1 , который был выбран перед любыми историческими записями. [30]
Скалигер исправил хронологию, присвоив каждому году трициклический «характер», три числа, указывающие положение этого года в 28-летнем солнечном цикле, 19-летнем лунном цикле и 15-летнем указательном цикле. Одно или несколько из этих чисел часто появлялись в исторических записях наряду с другими соответствующими фактами без какого-либо упоминания года по юлианскому календарю. Характер каждого года исторических записей был уникальным – он мог принадлежать только одному году 7980-летнего юлианского периода. Скалигер определил, что 1 г. до н.э. или год 0 был 4713 г. по юлианскому периоду (JP) . Он знал, что 1 BC или 0 имели характер 9 солнечного цикла, 1 лунного цикла и 3 индикционного цикла. Изучая 532-летний пасхальный цикл с 19 солнечными циклами (каждый из 28 лет, каждый год имеет номер 1–28) и 28 лунными циклами (каждый из 19 лет, каждый год имеет номер 1–19), он определил, что первые два числа , 9 и 1, произошли в 457 году. Затем он вычислил посредством деления остатка , что ему нужно добавить восемь 532-летних пасхальных циклов, всего 4256 лет, перед циклом, содержащим 1 до н.э. или 0, чтобы его 457 год стал индикатором 3. Таким образом, сумма 4256 + 457 составляла 4713 JP . [31]
Формула для определения года юлианского периода с учетом его характера, включающего три четырехзначных числа, была опубликована Жаком де Бийи в 1665 году в «Философских трудах Королевского общества» (первый год его существования). [32] Джон Ф.В. Гершель дал ту же самую формулу, но в несколько иной формулировке, в своих «Очерках астрономии» 1849 года . [33]
Умножьте солнечный цикл на 4845, лунный цикл на 4200 и цикл Индикта на 6916. Затем разделите сумму произведений на 7980, что соответствует юлианскому периоду : остаток от деления, без учета частного . , будет годом, запрошенным после.
— Жак де Билли
Карл Фридрих Гаусс ввел операцию по модулю в 1801 году, переформулировав формулу де Билли как:
где a — год указательного цикла, b — лунного цикла и c — солнечного цикла. [34] [35]
Джон Коллинз описал детали того, как эти три числа были рассчитаны в 1666 году с использованием множества испытаний. [36] Краткое изложение описания Коллина приведено в сноске. [37] Риз, Эверетт и Краун уменьшили дивиденды в столбце «Попробуй» с 285, 420, 532 до 5, 2, 7 и изменили остаток на модуль по модулю, но, по-видимому, все еще требовалось много испытаний. [38]
Конкретными циклами, использованными Скалигером для формирования его трициклического Юлианского периода, были, во-первых, индикционный цикл с первым годом 313. [d] [39] Затем он выбрал доминирующий 19-летний александрийский лунный цикл с первым годом 285, Эра мучеников и эпоха эпохи Диоклетиана, [40] или первый год 532 года по Дионисию Эксигусу . [41] Наконец, Скалигер выбрал постбеданский солнечный цикл с первым годом 776, когда его первый четырехлетний период параллелей , 1 2 3 4 , начался последовательно. [e] [42] [43] [44] Хотя уравнения де Билли или Гаусса не предназначены для их использования, их можно использовать для определения первого года любого 15-, 19- или 28-летнего трициклического периода с учетом любого первого года. годы их циклов. Для юлианского периода результат равен 3268 году нашей эры, поскольку и остаток, и модуль обычно возвращают наименьший положительный результат. Таким образом, из него необходимо вычесть 7980 лет, чтобы получить первый год нынешнего юлианского периода, -4712 или 4713 до н.э., когда все три его подцикла находятся в своих первых годах.
Скалигер получил идею использования трициклического периода от «константинопольских греков», как заявил Гершель в своей цитате ниже, в юлианских числах дней. [45] В частности, монах и священник Георгиос писал в 638/39, что византийский 6149 год (640/41) имел индикт 14, лунный цикл 12 и солнечный цикл 17, что соответствует первому году византийской эры в 5509 году. /08 г. до н. э., Византийское творение. [46] Дионисий Эксигус назвал византийский лунный цикл своим «лунным циклом» в аргументуме 6, в отличие от александрийского лунного цикла, который он назвал своим «девятнадцатилетним циклом» в аргументуме 5. [41]
Хотя во многих источниках говорится, что Юлиан в «Юлианском периоде» относится к отцу Скалигера, Юлию Скалигеру , в начале книги V его Opus de Emendatione Temporum («Работа по исправлению времени») он заявляет: « Iulianam vocauimus: quia ad annum Iulianum accomodata », [47] [48] , что Риз, Эверетт и Краун переводят как «Мы назвали его юлианским, потому что он соответствует юлианскому году». [38] Таким образом, Юлиан относится к юлианскому календарю .
Юлианские дни были впервые использованы Людвигом Иделером для обозначения первых дней Набонасарской и христианской эпох в его Handbuch der mathematischen und technischen Chronologie 1825 года . [49] [50] Джон Ф.В. Гершель затем разработал их для астрономического использования в своих «Очерках астрономии» 1849 года , после того как признал, что Иделер был его гидом. [51]
Возникший таким образом период в 7980 юлианских лет называется юлианским периодом, и он оказался настолько полезным, что наиболее компетентные авторитеты без колебаний заявили, что благодаря его использованию в хронологию впервые были введены свет и порядок. [52] Мы обязаны его изобретением или возрождением Иосифу Скалигеру, который, как говорят, получил его от греков Константинополя. Первым годом текущего юлианского периода, или того, номер которого в каждом из трех подчиненных циклов равен 1, был год 4713 г. до н. э. , а полдень 1 января того же года для Александрийского меридиана является хронологическим годом. эпоха, к которой наиболее легко и понятно относят все исторические эпохи, путем вычисления количества целых дней, промежуточных между этой эпохой и полуднем (для Александрии) того дня, который считается первым в рассматриваемой конкретной эпохе. Александрийский меридиан выбран тем, к которому Птолемей относит начало эры Набонассара, основой всех его расчетов. [45]
По крайней мере, один астроном -математик немедленно принял «дни юлианского периода» Гершеля. Бенджамин Пирс из Гарвардского университета использовал более 2800 юлианских дней в своих «Таблицах Луны» , начатых в 1849 году, но не опубликованных до 1853 года, для расчета лунных эфемерид в новых Американских эфемеридах и Морском альманахе с 1855 по 1888 год. Дни указаны для « Вашингтон означает полдень», при этом Гринвич определяется как 18 часов 51 м 48 секунд к западу от Вашингтона (282 ° 57 'з.д. или Вашингтон 77 ° 3' з.д. от Гринвича). Таблица со 197 юлианскими днями («Дата в средних солнечных днях», в основном по одному на столетие) была включена для годов от –4713 до 2000 без нулевого года, таким образом, «–» означает до нашей эры, включая десятичные дроби для часов, минут и секунд. . [53] Та же самая таблица появляется в «Таблицах Меркурия» Джозефа Уинлока, без каких-либо других дней по юлианскому календарю. [54]
Национальные эфемериды начали включать многолетнюю таблицу юлианских дней под разными названиями либо для каждого года, либо для каждого високосного года, начиная с французского Connaissance des Temps в 1870 году, в течение 2620 лет, увеличиваясь в 1899 году до 3000 лет. [55] Британский морской альманах начался в 1879 году с 2000-летнего возраста. [56] Берлинский астрономический журнал начался в 1899 году с 2000 лет. [57] Американские эфемериды были последними, кто добавил многолетнюю таблицу в 1925 году с 2000 лет. [58] Тем не менее, это было первое упоминание о юлианских днях с одним для года выпуска, начинающегося в 1855 году, а также более поздних разрозненных разделов с множеством дней в году выпуска. Он также был первым, кто использовал название «число юлианского дня» в 1918 году. Морской альманах начал в 1866 году включать юлианский день для каждого дня года выпуска. В 1871 году Connaissance des Temps начала включать юлианский день в каждый день года выпуска.
Французский математик и астроном Пьер-Симон Лаплас впервые выразил время суток как десятичную дробь, добавленную к календарным датам, в своей книге Traité de Mécanique Céleste в 1823 году. [59] Другие астрономы добавляли доли дня к юлианскому числу дней. для создания юлианских дат, которые обычно используются астрономами для датировки астрономических наблюдений, тем самым устраняя сложности, возникающие из-за использования стандартных календарных периодов, таких как эры, годы или месяцы. Впервые они были введены в исследование переменных звезд в 1860 году английским астрономом Норманом Погсоном , что, по его словам, было сделано по предложению Джона Гершеля. [60] Они были популяризированы для переменных звезд Эдвардом Чарльзом Пикерингом из обсерватории Гарвардского колледжа в 1890 году. [61]
Юлианские дни начинаются в полдень, потому что, когда Гершель рекомендовал их, астрономические сутки начинались в полдень. Астрономический день начинался в полдень с тех пор, как Птолемей решил начинать дни своих астрономических наблюдений в полдень. Он выбрал полдень, потому что транзит Солнца через меридиан наблюдателя происходит в одно и то же видимое время каждый день года, в отличие от восхода и заката солнца, которые различаются на несколько часов. Полночь даже не рассматривалась, поскольку ее невозможно было точно определить с помощью водяных часов . Тем не менее, он дважды датировал большинство ночных наблюдений: египетские дни начинались с восходом солнца, а вавилонские дни начинались с закатом. [62] Средневековые мусульманские астрономы использовали дни, начинающиеся с заката, поэтому астрономические дни, начинающиеся в полдень, действительно давали одну дату для всей ночи. Позже средневековые европейские астрономы использовали римские дни, начинающиеся в полночь, поэтому астрономические дни, начинающиеся в полдень, также позволяют проводить наблюдения в течение всей ночи с использованием одной даты. Когда все астрономы решили начинать свои астрономические дни в полночь, чтобы соответствовать началу гражданского дня 1 января 1925 года , было решено сохранить юлианские дни непрерывными с предыдущей практикой, начиная с полудня.
В этот период также произошло использование юлианских чисел дней в качестве нейтрального посредника при преобразовании даты в одном календаре в дату в другом календаре. Отдельное использование было сделано Эбенезером Бёрджесом в его переводе Сурья Сиддханты 1860 года , в котором он заявил, что начало эры Кали-юги произошло в полночь на меридиане Удджайна в конце 588 465-го дня и начале 588 466-го дня. (гражданский расчет) юлианского периода, или между 17 и 18 февраля 1612 г. или 3102 г. до н.э. [63] [64] Роберт Шрам был известен начиная с его Hilfstafeln für Chronologie 1882 года . [65] Здесь он использовал около 5370 «дней юлианского периода». Он значительно расширил использование юлианских дней в своей книге «Kalendariographische und Chronologische Tafeln» 1908 года , содержащей более 530 000 юлианских дней, по одному для нулевого дня каждого месяца на протяжении тысячелетий во многих календарях. Он включил более 25 000 отрицательных юлианских дней, представленных в положительной форме путем прибавления к каждому 10 000 000 дней. В своем обсуждении он называл их «днями юлианского периода», «юлианским днем» или просто «днем», но в таблицах имя не использовалось. [66] Продолжая эту традицию, в своей книге «Картирование времени: календарь и его история» британский преподаватель физики и программист Эдвард Грэм Ричардс использует юлианские числа дней для преобразования дат из одного календаря в другой, используя алгоритмы, а не таблицы. [67]
Число дней по юлианскому календарю можно рассчитать по следующим формулам ( при целочисленном делении используется исключительно округление в сторону нуля, то есть положительные значения округляются в меньшую сторону, а отрицательные – в большую сторону): [f]
Месяцы с января по декабрь пронумерованы от 1 до 12. Для года используется астрономическая нумерация лет , таким образом, 1 до н.э. равно 0, 2 до н.э. равно -1, а 4713 до н.э. равно -4712. JDN — число юлианских дней. Используйте предыдущий день месяца, если пытаетесь найти JDN на момент перед полуднем UT.
Алгоритм действителен для всех (возможно, предваряющих ) дат григорианского календаря после 23 ноября -4713. Деление — это целочисленное деление в сторону нуля ; дробные части игнорируются. [68]
Алгоритм [69] справедлив для всех (возможно, пролептических ) лет по юлианскому календарю ≥ −4712, то есть для всех JDN ≥ 0. Деления являются целочисленными, дробные части игнорируются.
Для полной юлианской даты на момент после 12:00 UT можно использовать следующее. Дивизии — это реальные числа .
Так, например, 1 января 2000 г. в 18:00:00 UT соответствует JD = 2451545,25, а 1 января 2000 г. в 6:00:00 UT соответствует JD = 2451544,75.
Поскольку юлианский день начинается в полдень, а гражданский день начинается в полночь, номер юлианского дня необходимо скорректировать, чтобы найти день недели: для момента времени в данный юлианский день после полуночи UT и до 12:00 UT, добавьте 1 или используйте JDN следующего дня.
День недели W1 в США (для дневного или вечернего времени UT) можно определить по юлианскому номеру дня J с помощью выражения:
Если момент времени наступает после полуночи UT (и до 12:00 UT), то он уже приходится на следующий день недели.
День недели W0 по стандарту ISO можно определить по юлианскому номеру дня J с помощью выражения:
Это алгоритм Эдварда Грэма Ричардса для преобразования номера юлианского дня J в дату по григорианскому календарю (предваряющий, если применимо). Ричардс заявляет, что алгоритм действителен для чисел юлианского дня, больших или равных 0. [71] [72] Все переменные являются целочисленными значениями, а обозначение « a div b » указывает на целочисленное деление , а «mod( a , b )» обозначает оператор модуля .
Для юлианского календаря:
Для григорианского календаря:
Для юлианского или григорианского языка продолжайте:
D , M и Y — номера дня, месяца и года соответственно для полудня в начале данного юлианского дня.
Пусть Y будет годом до нашей эры или нашей эры, а i, m и s соответственно — его позициями в индикте, метоническом и солнечном циклах. Разделите 6916i + 4200m + 4845s на 7980 и назовите остаток r.
Пример
i = 8, m = 2, s = 8. Какой год?
Как указано выше, юлианская дата (JD) любого момента — это номер юлианского дня предыдущего полудня по всемирному времени плюс часть дня, прошедшая с этого момента. Обычно вычислить дробную часть JD несложно; количество секунд, прошедших в день, деленное на количество секунд в день, 86 400. Но если используется шкала времени UTC, день, содержащий положительную дополнительную секунду, содержит 86 401 секунду (или, в маловероятном случае отрицательной дополнительной секунды, 86 399 секунд). Один авторитетный источник, Стандарты фундаментальной астрономии (SOFA), решает эту проблему, рассматривая дни, содержащие високосную секунду, как имеющие разную длину (86 401 или 86 399 секунд, в зависимости от требований). SOFA называет результат такого расчета «квази-JD». [74]
Значение этого свойства представляет собой количество 100-наносекундных интервалов, прошедших с 12:00:00 полуночи 1 января 0001 года по григорианскому календарю.
{{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ){{citation}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )