Od kod 29. februar?

Seveda je krivo vesolje! Nam geolovcem je vesoljska tehnologija takorekoč vsajena v dlan, saj pri svojem hobiju vsakodnevno uporabljamo zapleten sistem GPS satelitov, zemeljskih nadzornih postaj in sprejemnikov, s katerimi znamo najti praktično karkoli kjerkoli, če je le težavnost manjša od 4. V nasprotnih primerih pokličemo za nasvet kolega ali lastnika, ampak to je že druga tehnologija, t.i. GSM, o kateri v tem prispevku ne bo govora.

Letošnji dodatni dan nam je še posebej v veselje, saj nam Geocaching HQ podari spominek. Pogoj je, da na vnaprej znani lokaciji ob vnaprej znanem času porabimo par minut za kratek klepet s kolegi geolovci, neobvezno jih lahko počastimo tudi s kakšno pijačo ali pa jih zabavamo s kakšno suho ali mokro aktivnostjo.

Eno izmed vprašanj, ki se bo pri tem pojavilo ob šanku, bo morda: “Lojze, pa zakaj dodajamo ta 29. februar na koledar vsake 4 leta?” Odgovor bo seveda: “Zakaj, zakaj – zato, da je težje zapolniti datumsko matriko, evo zakaj!”

Datumsko matriko najdb lahko popolnoma zapolnimo le na prestopna leta.

Poglejmo si sedaj bolj podrobno, kaj točno je Julija Cezarja dve tisočletji nazaj vodilo, da se je odločil otežiti zapolnjevanje datumske matrike. Za razumevanje tega fenomena se moramo najprej dvigniti nad naše Osončje. Podobno kot GPS sateliti krožijo okoli Zemlje, tako tudi Zemlja potuje okoli Sonca. Njena pot je rahlo eliptična, skoraj okrogla, po njej Zemlja divja s hitrostjo skoraj 30 kilometerov na sekundo, za en krog pa porabi eno leto. Eno (tropsko) leto je torej čas, ki ga potrebuje Zemlja, da naredi en obhod okoli Sonca in se vrne na začetno lego (glede na zvezdno ozadje). Skupaj z nagnjenostjo Zemljine osi nam to potovanje okoli Sonca pričara letne čase. Sedaj tudi razumemo smisel takega ustroja: omogoča nam, da imamo zimske in ne-zimske oziroma sezonske zaklade ter temu ustrezne atribute.

Pot Zemlje okoli Sonca.

Da lahko ločimo tudi dnevne in nočne zaklade z ustreznimi atributi, je bilo potrebno Zemlji dodati še eno vrsto gibanja – vrtenje okoli lastne osi. Tako za večino točk na Zemlji dobimo obdobje, ko je točka osvetljena od Sonca (t.i. podnevi, dnevni zakladi) in obdobje, ko ni (t.i. ponoči, nočni zakladi). Imenujmo en dan obdobje, ki je potrebno, da Sonce navidezno naredi točno en krog okoli nas. Ta (sončni) dan razelimo na 24 ur, uro na 60 minut, to naprej na 60 sekund, pa imamo orodje za merjenje časa. Ta koledar ima majhen problem. Obe gibanji (tisto potovanje okoli Sonca in vrtenje okoli lastne osi) sta med seboj popolnoma neodvisni. Tako ni nič nenavadnega, da se Zemlja medtem, ko enkrat pripotuje okoli Sonca nazaj na isto točko (1 leto), ne zavrti za celo število vrtljajev (dni). To so opazile že stare civilizacije, ki so namesto iskanja zakladov raje buljile v zrak. Tako so že v drugem stoletju pred Kristusom Grki izmerili, da za eno potovanje Zemlja potrebuje 365 dni, 5 ur, 55 minut in 12 sekund, ali decimalno 365,24667 dni. Ker seveda niso mogli opazovati Zemlje od zunaj, so to ugotovili tako, da so opazovali navidezno pot Sonca med zvezdami.

Marsikomu se ta nekajurna razlika morda ne bo zdela prav velika, a vztrajanje pri tem, da ima eno leto 365 dni, nas kaznuje dolgoročno. Tako se v slabih 30 letih nabere že za cel teden razlike, v dobrih 700 letih pa kar pol leta razlike. Kaj to pomeni? Če začnemo šteti koledar tako, da je na 1. januar zima in trmasto štejemo 365 dni za eno leto, bomo čez 700 let praznovali 1. januar sredi poletja. Ostale dolžine (364 dni, 366 dni) naredijo zmedo še hitreje. Da bi leto trajalo necelo število dni, seveda ne gre, tako je praktično edina rešitev ostala, da se dolžino leta prilagaja. Tega so bili Rimljani že navajeni, saj je njihovo leto nekoč trajalo 355 dni, potem pa so februarje ustrezno dopolnjevali z manjkajočimi dnevi in imeli strašne zabave ob tem. Včasih so jih dodali več, včasih manj, včasih je bilo potrebno dodati kar cel mesec, da so se uskladili z naravnimi cikli. Julij Cezar je, verjetno po tem, ko mu že sedmo leto zapored ni uspelo pokriti datumske matrike, ki se je kar naprej spreminjala, s koledarsko reformo leta 46 pred Kristusom temu kaosu naredil konec. Februarju je pribil 28 dni in zapečatil 365 dnevni koledar, z majhnim popravkom: vsake štiri leta dodamo en dan v februarju. Tako je povprečna dolžina leta postala 365,25 dni, kar pa je 5 minut daljše od prave dolžine enega leta. S tem si ni belil glave, saj se zgoraj omenjeni polletni zamik zgodi šele v 50 tisoč letih.

Gregorijanska reforma leta 1582 je prinesla koledar, ki ga uporabljamo še dandanes.

Tisoč šesto let kasneje Papež Gregor XII s tem ni bil preveč zadovoljen. Od Julijanske reforme se je ta razlika nabrala že za 5 dni. Verjetno je kar slutil, da bo za iskanje škatel potrebna nekajmetrska natančnost satelitov, za kar bo potrebno ure na njih sinhronizirati na nanosekunde, torej s temi petimi minutami na leto zagotovo ne moremo biti več zadovoljni. Konec koncev se v teh petih minutah Zemlja okoli Sonca premakne za kar 9000 km! Njegova reforma koledarja, ki je še danes v veljavi, je malce popravila aritmetiko prestopnih dni. 29. februarja ne dodajamo čisto vsako četrto leto. V resnici ga na 400 let trikrat NE dodamo. Logika je torej ta: prestopno leto z dodanim 29. februarjem je vsako četrto leto razen okroglih stotic. Okrogle letnice, deljive s 100, so navadna leta, razen če so deljive s 400, takrat pa so prestopna. Tako je leto 2000 bilo prestopno, 1900 in 2100 pa ne. Povprečno leto je tako dolgo 365,2425 dni, kar pomeni napako enega dne v 3300 letih, v praksi pa bistveno manj in sicer 1 dan v 7700 letih zaradi precesije Zemljine osi.

Datumi poletnega sončevega obrata (solsticij) v gregorijanskem koledarju. Vidimo, da fluktuacija datuma ni večja od dneva in pol. Leta 1800, 1900, 2100 in 2200 niso prestopna leta, leto 2000 pa je.

Reforma koledarja je s tem zaključena. Geolovsko datumsko matriko je možno zapolniti najkasneje na štiri leta, obenem pa procesi v naravi in prazniki ne begajo po koledarju sem in tja. Seveda pa kompliciranj s časom še ni konec. Če je bil včasih en obrat Zemlje definicija štiriindvajsetih ur in posledično sekunde, znamo danes čas meriti tako natančno, da zaznamo tudi neenakomerno vrtenje našega planeta, vključno z dejstvom, da se naš planet čisto počasi ustavlja. Kar pomeni, da je dan čedalje daljši in da držimo atomski čas sinhroniziran z vsakdanjim Zemljinim, moramo vsake toliko časa dodati prestopno – sekundo.

A o tem kdaj drugič, ko bo Geocaching HQ razpisal spominek za najdbo zaklada na prestopno sekundo!