Юлианский день — это непрерывный отсчет дней с начала юлианского периода; он используется в основном астрономами и в программном обеспечении для простого расчета количества дней, прошедших между двумя событиями (например, датой производства продуктов питания и датой их реализации). [1]
Юлианский период — это хронологический интервал в 7980 лет, полученный из трех многолетних циклов: индиктиона , солнечного и лунного циклов. Последний год, который был одновременно началом всех трех циклов, был 4713 г. до н. э. (−4712) [2] , так что это год 1 текущего юлианского периода, что делает 2024 год н. э. 6737 годом этого периода. Следующий юлианский период начинается в 3268 году н. э. Историки использовали этот период для определения юлианских календарных лет, в течение которых произошло событие, когда такой год не был указан в исторических записях или когда год, указанный предыдущими историками, был неверным. [3]
Номер юлианского дня ( JDN ) разделяет эпоху юлианского периода, но считает дни вместо лет. В частности, номер юлианского дня 0 присваивается дню, начинающемуся в полдень по всемирному времени в понедельник, 1 января 4713 г. до н. э., пролептический юлианский календарь (24 ноября 4714 г. до н. э., в пролептическом григорианском календаре ), [4] [5] [6] . [a] Например, номер юлианского дня для дня, начинающегося в 12:00 UT (полдень) 1 января 2000 г., был2 451 545 . [7]
Юлианская дата ( JD ) любого момента времени — это номер юлианского дня плюс часть дня с предыдущего полудня по всемирному времени. Юлианские даты выражаются как номер юлианского дня с добавленной десятичной дробью. [8] Например, юлианская дата для 00:30:00.0 UT 1 января 2013 года равна2 456 293 .520 833 . [9] Эта статья была загружена 2024-11-14 11:09:05 ( UTC ) – выраженная в юлианском формате, это 2460628.9646412.
Термин юлианская дата может также относиться, за пределами астрономии, к числу дня года (точнее, порядковой дате ) в григорианском календаре , особенно в компьютерном программировании, военной и пищевой промышленности, [10] или он может относиться к датам в юлианском календаре . Например, если заданная «юлианская дата» — «5 октября 1582 года», это означает, что дата в юлианском календаре (которая была 15 октября 1582 года по григорианскому календарю — дата, когда она была впервые установлена). Без астрономического или исторического контекста «юлианская дата», заданная как «36», скорее всего, означает 36-й день заданного григорианского года, а именно 5 февраля. Другие возможные значения «юлианской даты» «36» включают астрономическое число юлианского дня, или год 36 нашей эры в юлианском календаре, или продолжительность в 36 астрономических юлианских лет ). Вот почему термины «порядковая дата» или «день года» являются предпочтительными. В контекстах, где «юлианская дата» означает просто порядковую дату, календари григорианского года с форматированием для порядковых дат часто называются «юлианскими календарями» [10] , но это также может означать, что календари относятся к годам в юлианской календарной системе.
Исторически юлианские даты записывались относительно среднего времени по Гринвичу (GMT) (позже — эфемеридного времени ), но с 1997 года Международный астрономический союз рекомендовал указывать юлианские даты по земному времени . [11] Зайдельман 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 быть указана, когда разница существенна. [12] Доля дня находится путем преобразования количества часов, минут и секунд после полудня в эквивалентную десятичную дробь. Временные интервалы, рассчитанные на основе разниц юлианских дат, указанных в неоднородных шкалах времени, таких как UTC, могут нуждаться в корректировке с учетом изменений в шкалах времени (например, високосных секунд ). [8]
Поскольку начальная точка или эпоха отсчета так давно, числа в юлианском дне могут быть довольно большими и громоздкими. Иногда используется более поздняя начальная точка, например, путем отбрасывания ведущих цифр, чтобы вписаться в ограниченную память компьютера с достаточной точностью. В следующей таблице время указано в 24-часовом формате.
В таблице ниже эпоха относится к моменту времени, используемому для установки начала отсчета (обычно нулю, но (1), если это явно указано) альтернативной конвенции, обсуждаемой в этой строке. Указанная дата является датой григорианского календаря, если не указано иное. JD означает юлианскую дату. 0h — это 00:00 полночь, 12h — это 12:00 полдень, UT, если не указано иное. Текущее значение — 11:09, четверг, 14 ноября 2024 г. ( UTC ) и может быть кэшировано. [
]Число юлианских дней основано на юлианском периоде , предложенном классическим ученым Иосифом Скалигером в 1583 году (через год после реформы григорианского календаря), поскольку он является продуктом трех календарных циклов, используемых в юлианском календаре:
Его эпоха наступает, когда все три цикла (если они продолжаются достаточно далеко назад) были в своем первом году вместе. Годы юлианского периода отсчитываются от этого года, 4713 до н.э. , как года 1 , который был выбран, чтобы быть до любой исторической записи. [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 индиктионном цикле. Одно или несколько из этих чисел часто появлялись в исторических записях наряду с другими соответствующими фактами без какого-либо упоминания о юлианском календарном годе. Характер каждого года в исторических записях был уникальным — он мог принадлежать только одному году в 7980-летнем юлианском периоде. Скалигер определил, что 1 г. до н. э. или год 0 был юлианским периодом (JP) 4713. Он знал, что 1 г. до н. э. или год 0 имел характер 9 солнечного цикла, 1 лунного цикла и 3 цикла индиктиона. Проверив 532-летний пасхальный цикл с 19 солнечными циклами (каждый по 28 лет, каждый год имел номера 1–28) и 28 лунными циклами (каждый по 19 лет, каждый год имел номера 1–19), он определил, что первые две цифры, 9 и 1, приходятся на его 457 год. Затем он вычислил с помощью деления остатка , что ему нужно добавить восемь 532-летних пасхальных циклов, в общей сложности 4256 лет, до цикла, содержащего 1 г. до н. э. или год 0, чтобы его год 457 был индиктом 3. Таким образом, сумма 4256 + 457 была равна JP 4713. [31]
Формула для определения года юлианского периода, учитывая его характер, включающий три четырехзначных числа, была опубликована Жаком де Билли в 1665 году в Philosophical Transactions of the Royal Society (в первый год его существования). [32] Джон Ф. В. Гершель дал ту же формулу, используя несколько иную формулировку, в своих «Очерках астрономии» 1849 года . [33]
Умножьте солнечный цикл на 4845, лунный цикл на 4200, а цикл индикта на 6916. Затем разделите сумму произведений на 7980, что является юлианским периодом : остаток от деления, без учета частного , будет искомым годом.
— Жак де Билли
Карл Фридрих Гаусс ввел операцию по модулю в 1801 году, переформулировав формулу де Билли следующим образом:
где a — год индиктионного цикла, b — лунного цикла, а c — солнечного цикла. [34] [35]
Джон Коллинз описал подробности того, как эти три числа были вычислены в 1666 году, используя множество испытаний. [36] Краткое изложение описания Коллина приведено в сноске. [37] Риз, Эверетт и Краун уменьшили делимые в колонке «Попытка» с 285, 420, 532 до 5, 2, 7 и изменили остаток на модуль, но, по-видимому, все еще требовалось множество испытаний. [38]
Конкретные циклы, использованные Скалигером для формирования его трициклического юлианского периода, были, во-первых, индиктионный цикл с первым годом 313. [d] [39] Затем он выбрал доминирующий 19-летний александрийский лунный цикл с первым годом 285, эпоху Эры мучеников и Диоклетиановой эры, [40] или первый год 532 согласно Дионисию Малому . [41] Наконец, Скалигер выбрал пост-Беданский солнечный цикл с первым годом 776, когда его первый квадриенниум конкурирующих периодов , 1 2 3 4 , начинался 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- и 28-летнего трициклического периода, учитывая любые первые годы их циклов. Для юлианского периода результатом будет 3268 год нашей эры, поскольку и остаток, и модуль обычно возвращают наименьший положительный результат. Таким образом, из него нужно вычесть 7980 лет, чтобы получить первый год текущего юлианского периода, −4712 или 4713 до н. э., когда все три его подцикла находятся в своих первых годах.
Скалигер позаимствовал идею использования трициклического периода у «греков Константинополя», как Гершель заявил в своей цитате ниже в юлианских числах. [45] В частности, монах и священник Георгиос написал в 638/39, что византийский год 6149 AM (640/41) имел индикт 14, лунный цикл 12 и солнечный цикл 17, что помещает первый год византийской эры в 5509/08 до н.э., византийское Сотворение мира. [46] Дионисий Малый назвал византийский лунный цикл своим «лунным циклом» в argumentum 6, в отличие от александрийского лунного цикла, который он назвал своим «девятнадцатилетним циклом» в argumentum 5. [41]
Хотя во многих источниках говорится, что юлианский календарь в «Юлианском периоде» относится к отцу Скалигера, Юлию Скалигеру , в начале книги V его Opus de Emendatione Temporum («Работа об исправлении 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, юлианский календарь относится к юлианскому календарю .
Юлианские дни были впервые использованы Людвигом Иделером для первых дней Набонассарской и Христианской эр в его Handbuch der mathematischen und technischen Chronologie 1825 года . [49] [50] Затем Джон Ф. В. Гершель развил их для астрономического использования в своих Outlines of Astronomy 1849 года , признав, что Иделер был его проводником. [51]
Период, таким образом возникший в 7980 юлианских лет, называется юлианским периодом, и он был найден настолько полезным, что самые компетентные авторитеты не колеблясь заявили, что благодаря его использованию свет и порядок были впервые введены в хронологию. [52] Мы обязаны его изобретением или возрождением Иосифу Скалигеру, который, как говорят, получил его от греков Константинополя. Первый год текущего юлианского периода, или тот, номер которого в каждом из трех подчиненных циклов равен 1, был 4713 годом до нашей эры , и полдень 1 января того года для меридиана Александрии является хронологической эпохой, к которой все исторические эры наиболее легко и понятно относятся, путем вычисления числа целых дней, промежуточных между этой эпохой и полднем (для Александрии) дня, который считается первым в конкретной рассматриваемой эре. Меридиан Александрии выбран как тот, к которому Птолемей относит начало эры Набонассара, основы всех своих расчетов. [45]
По крайней мере один математический астроном сразу же принял «дни юлианского периода» Гершеля. Бенджамин Пирс из Гарвардского университета использовал более 2800 юлианских дней в своих Таблицах Луны , начатых в 1849 году, но опубликованных только в 1853 году, для расчета лунных эфемерид в новом Американском эфемеридном и морском альманахе с 1855 по 1888 год. Дни указаны для «среднего полдня Вашингтона», при этом Гринвич определяется как 18 ч 51 м 48 с к западу от Вашингтона (282°57′W или Вашингтон 77°3′W от Гринвича). Таблица со 197 юлианскими днями («Дата в средних солнечных днях», в основном по одному на столетие) была включена для лет с –4713 по 2000 без нулевого года, таким образом, «–» означает до нашей эры, включая десятичные дроби для часов, минут и секунд. [53] Та же таблица появляется в «Таблицах Меркурия» Джозефа Уинлока, без каких-либо других юлианских дней. [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 на 2620 лет, увеличившись в 1899 году до 3000 лет. [55] Британский морской альманах начал издаваться в 1879 году с 2000 лет. [56] Берлинский астрономический ежегодник начал издаваться в 1899 году с 2000 лет. [57] Американский эфемерид был последним, кто добавил многолетнюю таблицу в 1925 году с 2000 лет. [58] Однако он был первым, кто включил какое-либо упоминание юлианских дней с одним для года выпуска, начиная с 1855 года, а также более поздние разрозненные разделы со многими днями в году выпуска. Он также был первым, кто использовал название «номер юлианского дня» в 1918 году. Nautical Almanac начал в 1866 году включать юлианский день для каждого дня в году выпуска. Connaissance des Temps начал в 1871 году включать юлианский день для каждого дня в году выпуска.
Французский математик и астроном Пьер-Симон Лаплас впервые выразил время дня как десятичную дробь, добавленную к календарным датам в своей книге Traité de Mécanique Céleste в 1823 году. [59] Другие астрономы добавляли дроби дня к юлианскому числу дня, чтобы создать юлианские даты, которые обычно используются астрономами для датирования астрономических наблюдений, тем самым устраняя осложнения, возникающие в результате использования стандартных календарных периодов, таких как эры, годы или месяцы. Они были впервые введены в работу с переменными звездами в 1860 году английским астрономом Норманом Погсоном , который, как он утверждал, был предложен Джоном Гершелем. [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. Астрономические сутки начинались в полдень с тех пор, как Птолемей решил начинать дни для своих астрономических наблюдений в полдень. Он выбрал полдень, потому что прохождение Солнца через меридиан наблюдателя происходит в одно и то же видимое время каждый день года, в отличие от восхода или захода Солнца, которые различаются на несколько часов. Полночь даже не рассматривалась, потому что ее нельзя было точно определить с помощью водяных часов . Тем не менее, он дважды датировал большинство ночных наблюдений, причем и египетские дни начинались с восхода Солнца, и вавилонские дни начинались с заката. [62] Средневековые мусульманские астрономы использовали дни, начинающиеся с заката, поэтому астрономические дни, начинающиеся в полдень, действительно давали одну дату для всей ночи. Более поздние средневековые европейские астрономы использовали римские дни, начинающиеся в полночь, поэтому астрономические дни, начинающиеся в полдень, также позволяют наблюдениям в течение всей ночи использовать одну дату. Когда 1 января 1925 года все астрономы решили начинать свои астрономические сутки в полночь, чтобы соответствовать началу гражданских суток, было решено сохранить юлианские сутки непрерывными, как и прежде, начиная их в полдень.
В этот период также имело место использование юлианских чисел дня в качестве нейтрального посредника при преобразовании даты в одном календаре в дату в другом календаре. Изолированное использование было Эбенезером Берджессом в его переводе 1860 года Сурья Сиддханты , где он утверждал, что начало эры Кали-юги произошло в полночь на меридиане Удджайна в конце 588 465-го дня и начале 588 466-го дня (гражданское исчисление) юлианского периода, или между 17 и 18 февраля 1612 или 3102 года до нашей эры. [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 своем Kalendariographische und Chronologische Tafeln 1908 года , содержащем более 530 000 юлианских дней, по одному на нулевой день каждого месяца на протяжении тысяч лет во многих календарях. Он включил более 25 000 отрицательных юлианских дней, представленных в положительной форме путем добавления 10 000 000 к каждому. Он называл их «днем юлианского периода», «юлианским днем» или просто «днем» в своем обсуждении, но в таблицах название не использовалось. [66] Продолжая эту традицию, в своей книге «Mapping Time: The Calendar and Its History» британский преподаватель физики и программист Эдвард Грэм Ричардс использует номера юлианских дней для преобразования дат из одного календаря в другой с помощью алгоритмов, а не таблиц. [67]
Номер дня по юлианскому календарю можно рассчитать с помощью следующих формул ( используется исключительно целочисленное деление с округлением в сторону нуля, то есть положительные значения округляются в меньшую сторону, а отрицательные — в большую): [f]
Месяцы с января по декабрь пронумерованы от 1 до 12. Для года используется астрономическая нумерация лет , поэтому 1 г. до н. э. равен 0, 2 г. до н. э. равен −1, а 4713 г. до н. э. равен −4712. JDN — это юлианский день. Используйте предыдущий день месяца, если пытаетесь найти JDN момента до полудня по всемирному времени.
Алгоритм действителен для всех (возможно, пролептических ) дат григорианского календаря после 23 ноября −4713 г. Деления являются целочисленными делениями в сторону нуля ; дробные части игнорируются. [68]
Алгоритм [69] действителен для всех (возможно, пролептических ) юлианских календарных лет ≥ −4712, то есть для всех JDN ≥ 0. Деления являются целыми делениями, дробные части игнорируются.
Для полной юлианской даты момента после 12:00 UT можно использовать следующее. Деления — это действительные числа .
Так, например, 1 января 2000 года в 18:00:00 UT соответствует JD = 2451545,25, а 1 января 2000 года в 6:00:00 UT соответствует JD = 2451544,75.
Поскольку юлианский день начинается в полдень, а гражданский день — в полночь, для определения дня недели необходимо скорректировать номер юлианского дня: для определенного момента времени в заданном юлианском дне после полуночи по всемирному времени и до 12:00 по всемирному времени добавьте 1 или используйте JDN следующего дня.
День недели США W1 ( для дня или вечера по всемирному времени) можно определить по номеру юлианского дня J с помощью выражения:
Если момент времени наступает после полуночи по всемирному времени (и до 12:00 по всемирному времени), то это уже следующий день недели.
День недели W0 по стандарту ISO можно определить из номера юлианского дня J с помощью выражения:
Это алгоритм Эдварда Грэхема Ричардса для преобразования числа юлианского дня, J , в дату в григорианском календаре (предсказательную, когда применимо). Ричардс утверждает, что алгоритм действителен для чисел юлианского дня, больших или равных 0. [71] [72] Все переменные являются целыми значениями, а обозначение " a div b " обозначает целочисленное деление , а "mod( a , b )" обозначает оператор модуля .
Для юлианского календаря:
Для григорианского календаря:
Для юлианского или григорианского календаря продолжите:
D , M и Y — это номера дня, месяца и года соответственно для полудня в начале данного юлианского дня.
Пусть Y будет годом до н.э. или н.э., а i, m и s — соответственно его положения в индиктионе, метоновом и солнечном циклах. Разделите 6916i + 4200m + 4845s на 7980 и обозначьте остаток r.
Пример
i = 8, m = 2, s = 8. Какой сейчас год?
Как указано выше, юлианская дата (JD) любого момента времени — это номер юлианского дня для предыдущего полудня по всемирному времени плюс часть дня с этого момента. Обычно вычисление дробной части JD просто: количество секунд, прошедших в течение дня, деленное на количество секунд в дне, 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 дополнительную секунду, как имеющие другую длину (86 401 или 86 399 секунд, в зависимости от необходимости). SOFA называет результат такого расчета «квази-JD». [74]
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 )