После изобретения високосного года юлианский календарь использовался во всем мире более 1500 лет. Со временем он привел только к неразберихе.
Галилей умер 8 января 1642 года, а на Рождество того же года родился Исаак Ньютон. В 1616 году с разницей в один день умерли два чрезвычайно известных драматурга – Мигель де Сервантес и Уильям Шекспир: 22 апреля – Сервантес и 23 апреля – Шекспир.
Но при ближайшем рассмотрении оказывается, что ни один из этих фактов не соответствует действительности. Хотя физики часто называют Рождество “Newtonmas” (Newton + Christmas) в честь рождения Исаака Ньютона, это верно только потому, что Англия, в отличие от остального мира, тогда еще не перешла на григорианский календарь. Фактический день рождения Ньютона – 4 января 1643 года по нашему современному летоисчислению. Сервантес и Шекспир умерли с разницей в 11 полных дней, а не в один, поскольку в то время их страны вели разные календари.
Причина всей этой исторической путаницы? Неправильный календарь, который восходит к Юлию Цезарю. Вот научные данные о том, как самый долговечный календарь человечества, Юлианский календарь, подвел нас всех.
Представьте, что вы находитесь не на планете Земля, а в необычном месте: в миллионах километров над северным полюсом Солнца, глядя вниз на Солнечную систему. Наблюдая за вращением Земли, третьей планеты от Солнца, вокруг светила, вы бы легко смогли измерить, сколько времени требуется этой планете, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца на 360°. Это один из способов измерения года, и астрономам он известен как сидерический период, который, что неудивительно, длится чуть больше 365 “дней”, где день определяется количеством времени, которое требуется Земле, чтобы повернуться на 360° вокруг своей оси.
К сожалению, это простое определение не совсем соответствует тому, как мы воспринимаем год здесь, на Земле. Для любого жителя планеты Земля год определяется не оборотом на 360°, а повторяемостью времен года: условиями, которые испытывает земной наблюдатель на Земле. Это соответствует тому, что астрономы называют тропическим годом, который повторяется:
- от весеннего равноденствия до весеннего равноденствия,
- летнего солнцестояния до летнего солнцестояния,
- осеннего равноденствия до осеннего равноденствия,
- или от зимнего солнцестояния до зимнего солнцестояния.
По сути, если бы вы взглянули на земную ось и сказали: “Вот как она ориентирована по отношению к Солнцу в данный момент”, то один тропический год ознаменовал бы, когда в следующий раз земная ось вернулась к точно такой же ориентации.
Если бы вы хотели создать календарь, который бы точно вел время в течение длительных периодов времени, вам пришлось бы задать себе правильный вопрос: сколько именно длится тропический год и какая календарная система приведет к определению “года”, которое будет соответствовать тропическому году в течение длительных периодов времени?
Продолжительность тропического года давно измерена с необычайной точностью и известна до долей секунды. Если говорить о количестве времени, необходимом для совершения одного тропического года сегодня, то оно составляет ровно 365,24219 дня. В более привычных терминах это 365 дней, 5 часов, 48 минут и 45 секунд.
Это, что примечательно, примерно на 20 минут и 24,5 секунды короче, чем сидерический период, поскольку земные равноденствия (то есть ориентация нашего осевого наклона) очень медленно прецессируют относительно орбиты Земли вокруг Солнца. На временных интервалах, превышающих 20 000 лет, осевая ориентация Земли смещается по кругу, что приводит к изменению местоположения наших небесных “северного” и “южного” полюсов с течением времени. В то время как сегодня Полярная звезда обозначает Северный полюс (с точностью до 1°), полярные звезды в обоих полушариях значительно и периодически менялись с течением времени. 5000 лет назад, когда строились египетские пирамиды, полярной звездой северного полушария была звезда Тубан в созвездии Дракона.
Однако эти детали и уровень точности – относительно новое достояние человеческих знаний. Тысячи лет назад было известно, что лунный календарь (основанный на количестве полнолуний в году) не совпадает с солнечным календарем (нашим аналогом тропического года, до того как мы узнали о строении Солнечной системы), поэтому большинство календарных систем обычно состояло из 12 полнолуний, или лунных “месяцев”, с периодическим добавлением 13-го “интеркалярного” (промежуточного) месяца в год, чтобы лунный и солнечный календари совпадали.
Проблема с этой системой в эпоху Римской республики была на самом деле политической: злоупотребление властью приводило к тому, что люди, преследующие политические цели, либо разрешали, либо запрещали вводить межкалендарный месяц в зависимости от того, кто находился у власти. В 46 году до нашей эры тогдашний консул Юлий Цезарь предложил реформу: пусть календарем управляет Солнце, то есть солнечный календарь, чтобы освободить его от забот о человеческом вмешательстве. В результате 1 января 45 года до н. э. был принят юлианский календарь, в котором 365 и ¼ дней в году: 365 дней в большинстве лет и дополнительный “високосный” день в каждом четвертом году. Но это приближение не было римским изобретением, оно было известно египтянам уже более 1000 лет.
Примерно в течение следующих 1600 лет большая часть мира, включая почти все страны, которые мы знаем как “западный мир”, приняла юлианский календарь (или почти идентичный ему вариант) в попытке вести время единообразно. Однако к середине второго тысячелетия нашей эры стало заметно, что летоисчисление на Земле, определяемое солнцестояниями и равноденствиями, значительно отклонилось от первоначальных дат в юлианском календаре.
- Зимнее солнцестояние, первоначально приходившееся на 25 декабря по юлианскому календарю, теперь происходило в первой половине месяца.
- Весеннее равноденствие, первоначально приходившееся на конец марта, теперь происходило в первой половине марта: фактически 10 марта.
- Летнее солнцестояние также сместилось со второй половины июня на первую,
- а осеннее равноденствие, первоначально приходившееся на конец сентября, теперь происходило в первой половине сентября.
Виной тому было очень небольшое несоответствие между 365,25 днями, отводимыми юлианским календарем на “средний” год, и фактической продолжительностью тропического года на Земле, составляющей 365,24219 дня. Эта разница, хотя и небольшая, ощутимо увеличивается во временных масштабах более 1000 лет.
Крошечная разница может составлять всего 10,8 минуты в год, но по прошествии 1600 лет она накапливалась, чтобы рассинхронизировать юлианский календарь и реальный тропический год примерно на 12 полных дней. Либо человечеству придется привыкнуть к “дрейфующему” календарю, в котором времена года все больше и больше рассинхронизируются с календарем, либо придется принять новый тип календарной системы с неким “сдвигом”, чтобы вернуть календарь и фактический год в их первоначальную, предусмотренную конфигурацию.
Следующий большой скачок в совершенствовании календаря человечества произошел в XVI веке: был изобретен и введен в действие григорианский календарь. Папа Григорий XIII в 1582 году ввел новый календарь, который быстро обогнал по популярности юлианский календарь во многих частях мира. Чтобы лучше согласовать календарь с реальным тропическим годом, был изменен способ вставки “високосных дней”. Вместо того чтобы производить это постоянно каждые 4 года, как в юлианском календаре, високосные дни стали вставляться тоже раз в 4 года, но за исключением лет, которые оканчиваются на “00”, отмечая рубеж столетий. Однако, если эти годы делились на 400, они получали свой високосный день. Так, 2000 год получил дополнительный день, а 1900 – нет, и 2100 – не получит.
Эта реформа ознаменовала собой огромное улучшение: вместо продолжительности года в 365,25, которые в среднем давал юлианский календарь, григорианский календарь получил более точные 365,2425 дня в году, усредненные по векам. По сравнению с фактической продолжительностью тропического года, составляющей 365,24219 дня, григорианский календарь отстает всего на 27 секунд в год. Это означает, что если юлианский календарь отклонялся от тропического года на один день примерно каждые 128 лет, то григорианскому календарю потребуется около 3200 лет, чтобы отклониться от тропического года хотя бы на один день.
(Примечательно, что если мы добавим одно небольшое дополнительное изменение – что годы 3200, 6400, 9600 и все остальные годы, кратные ровно “3200”, не будут иметь високосных дней, то потребуется около 700 000 лет, чтобы новый календарь отклонился от тропического года на один день).
Но в 1582 году, когда папа Григорий XIII объявил о своей календарной реформе, возникла другая проблема: “старый” календарь и реальный солнечный/тропический год уже были рассогласованы на значительную величину. Хотя это и было спорным, указ заключался в том, что, поскольку к этому моменту по юлианскому календарю были неправильно добавлены “високосные дни” к 12 годам:
100, 200, 300, 500, 600, 700, 900, 1000, 1100, 1300, 1400, и 1500, то “исправление” будет заключаться в удалении некоторых из них.
Для многих стран мира (особенно в Западной Европе), включая современные Италию, Испанию, Польшу и Португалию, было принято решение, что “старый” юлианский календарь будет использоваться до 4 октября 1582 года (это был четверг), а следующий день (который по-прежнему будет считаться “пятницей”) перейдет в “новую” григорианскую систему календаря, но это уже будет 15 октября 1582 года. Другими словами, 10 дней с 5 октября 1582 года по 14 октября 1582 года никогда не существовало; они были опущены, чтобы календарный год и реальные времена года снова синхронизировались. (Исторически эти даты были выбраны по религиозным соображениям: на эти дни приходилось меньше всего праздников святых).
Эта “новая” система григорианского календаря быстро получила всемирное признание и вошла в обиход. Позже, в 1582 году, Франция и Нидерланды приняли новую календарную систему. В 1583 году к ним присоединились Австрия, Швейцария и Германия. Однако многие страны, особенно с большим некатолическим населением, долго сопротивлялись принятию новой системы, несмотря на ее превосходство в качестве календаря.
Протестантские части Германии, Нидерландов и Швейцарии, а также Дания, Норвегия и Исландия перешли на григорианский календарь только в 1700 году. Англия (и ее колонии, такие как современные США) последовали этому примеру только в 1752 году. Швеция и Финляндия приняли григорианский календарь в 1753 году, Япония – в 1873 году, Египет – в 1875 году, а Россия – в 1918 году. (Именно поэтому “Октябрьская революция” получила такое название, несмотря на то, что началась 7 ноября 1917 года по григорианскому календарю). Греция стала последней европейской страной, перешедшей на новый календарь, в 1923 году.
Страны, запоздавшие с переходом на григорианский календарь, чтобы синхронизироваться с остальным миром, должны были убрать из своего календаря более 10 дней, в зависимости от количества юлианских високосных дней.
– В Соединенном Королевстве и его тогдашних колониях, поскольку 1700 год уже прошел, нужно было убрать 11 дней: 3-13 сентября 1752 года.
– В Египте и Японии, так как они перешли после 1800 года, при переходе на новый календарь пришлось убрать 12 дней.
– В России, поскольку 1900 год прошел, пришлось убрать 13 дней, и периода с 1-13 февраля 1918 года в России никогда не было.
А для некоторых (включая ряд православных церквей и других религиозных календарей), где до сих пор используется юлианский календарь, юлианские даты так и остаются несовпадающими с современными (григорианскими) на 13 дней, но будут дрейфовать и станут несовпадающими на 14 дней, когда 28 февраля перейдет в 1 марта в 2100 году, поскольку этот день будет високосным в юлианском, но не в григорианском календаре.
Если мы будем использовать современные григорианские даты для всех частей света в равной степени, то обнаружим, что многие “факты”, которые мы узнавали из истории, происходили не в те даты, которые мы учили. Сервантес и Шекспир на самом деле умерли с разницей в 11 дней, а не в 1. Исаак Ньютон родился не на Рождество 1642 года (в год смерти Галилея), а 4 января 1643 года.
Сегодня, учитывая строение Солнечной системы и наши знания о гравитации, выясняется, что в этой истории есть даже больше, чем просто выбор одной календарной схемы, которая лучше всего соответствует реальному тропическому году. Со временем, поскольку Земля имеет большую Луну и вращается вокруг своей оси, между системой Солнце-Земля-Луна возникают приливные силы трения, из-за которых вращение Земли замедляется, день удлиняется, а Луна со временем удаляется от Земли по спирали. Разница от года к году может быть небольшой – по сравнению с тем, что было ровно год назад, сегодня нашей планете требуется дополнительные 14 микросекунд, чтобы совершить полный оборот, – но эти крошечные различия неизбежно накапливаются со временем.
Хотя сейчас в тропическом году 365,24219 земных дней, со временем это число меняется, поскольку вращение Земли продолжает замедляться. Через 4 миллиона лет нам придется полностью отказаться от високосных лет, поскольку “более длинный” день будет означать, что в тропическом году будет ровно 365,0000 земных дней. После этого (если человечество еще будет жить на Земле или существовать вообще) нам придется вводить отрицательные високосные дни, чтобы наш календарь соответствовал временам года. Примерно через 21 миллион лет это число сократится до 364,0000 земных дней в тропическом году, а примерно через 200 миллионов лет период вращения Земли удлинится настолько, что она по продолжительности опередит марсианский год (687 дней) и станет третьей по длительности оборота вокруг Солнца планетой в Солнечной системе.
Юлианский календарь просуществовал около 1600 лет, и хотя григорианский календарь – это улучшение, он не будет хорош вечно. Если мы как вид сможем просуществовать еще тысячи лет, то, возможно, нам стоит задуматься о календаре, который будет развиваться вместе с нашей планетой. Это единственный способ синхронизировать тропический год и наш способ обозначения времени, даже если физические свойства Солнечной системы меняются со временем.
Читайте также: Мы наконец-то знаем, как календарь майя соотносится с планетами
