Lai izmērītu laika intervālus, tiek izmantotas dabiskās laika vienības, kas saistītas ar astronomiskām parādībām. Pats laiks ir sadalīts lielos un mazos intervālos. Pēdējās ietver sekundes, minūtes, stundas un dienas: tās ir saistītas ar mūsu Zilās planētas rotāciju ap savu asi. Lieli laika periodi ir saistīti ar planētas rotāciju ap Sauli. Gadu aprēķina pamatā ir tropiskais gads - tas ir laika periods, kurā planēta veic pilnīgu apgriezienu ap Sauli no savas pozīcijas zenītā virs tropiem līdz nākamajai tādai pašai pozīcijai. Viens tropu gads ir vienāds ar 365 dienām, 5 stundām un 48 minūtēm.
Jūlijs Cēzars 45. gadā pirms mūsu ēras ieviesa Jūlija kalendāru, kurā bija 365,25 dienas, kas bija par vienpadsmit minūtēm garāks nekā tropiskais gads. Tomēr laika gaitā ir sakrājusies liela laika atšķirība. Lai to novērstu, sešpadsmitajā gadsimtā pāvests Gregorijs XIII ieviesa citu kalendāru, kurā tika ņemts vērā garais gads. Tas novērsa papildu dienas, kas beidzās saskaņā ar Jūlija kalendāru. Gregora kalendārs joprojām tiek izmantots šodien, dalot laiku gados, mēnešos, nedēļās un dienās.
Laika punkti
Lai uzņemtujebkādu notikumu vēsture, cilvēkiem vajadzēja kalendāru. Tomēr viņam bija vajadzīgs atskaites punkts. Senajā Ēģiptē tika izveidots unikāls kalendārs, kurā tiek skaitītas gada dienas. Visi pasaulē notiekošie notikumi, kurus mēs datējam ar jebkuru dienu un gadu, gadsimtu, laikmetu, sākas ar vienu un to pašu datumu (notikumu) tālā pagātnē. Ja tas tā nebūtu, tad uz Zemes valdītu apjukums un cilvēki nesaprastu, no kura brīža tieši tie ir jāskaita: dažām tagad varētu būt 7000.gads, bet citām tautām – 1000.gads. Mūsu laikmets sāk savu atpakaļskaitīšanu no Kristus dzimšanas datuma. Tieši no šī gada sākas gadu skaitīšana.
Tropu mēnesis
Ir daudz laika jēdzienu, un tie visi ir atšķirīgi: ir vietējais dienas laiks, universālais laiks, tropiskais gads, tropiskais mēnesis un citi laika aprēķini.
Tropu mēnesi nosaka Mēness. Pēc definīcijas tas ir laika intervāls, kurā Mēness garums palielinās par 360 grādiem. Tropu mēnesis ir 29,5 Saules Zemes dienas.
Pat senajā Babilonijā astronomi sekoja līdzi Mēnesim, tā septiņu dienu ciklam. Viņi redzēja visas izmaiņas, kas notika ar Zemes pavadoni. Tā radās nedēļas, kas kļuva par reālu publisku vēsturisku īpašumu un joprojām tiek izmantotas laika skaitīšanai (mums arī ir septiņas dienas vienā nedēļā).
Tropu gads
Lai mērītu ilgākus laika periodus, tiek izmantots tropiskais gads. Tas ir laiks starp diviem vienādiem Saules debess ekvatora krustojumiem, kad tā riņķo. Tropu ilgumsgadi - 365, 2 saules dienas. Tomēr šis rādītājs nav nemainīgs: tūkstošgades laikā ilgums mainās par pāris sekundēm.
Arī kustības ātrums pa orbītu ir nestabils. No marta līdz septembrim planētas kustība ilgst 186 dienas, bet orbitālā ceļa otrā daļa aizņem 179 dienas. Mūsu planētas kustības atkārtošanos ap Sauli sauc par Zemes ikgadējo kustību, kuras rezultātā notiek sezonalitātes maiņa.
Citi aprēķinu veidi
Papildus tropiskajam gadam aprēķiniem ir izstrādātas arī citas sistēmas, piemēram, Zemes gads, kas sastāv no 365 dienām, Mēness gads, ko attēlo divpadsmit secīgi mēness fāžu atkārtojumi.
Ir arī tāda lieta kā siderāls gads. Šis ir laika intervāls pilnīgam ķermeņa apgriezienam ap tā centrālo ķermeni vai ap Sauli vai jebkuru citu zvaigzni. Mūsu siderālo gadu sauc par tropisko gadu.
Astronomijā pastāv galaktikas gada jēdziens, kas paredz Saules rotāciju ap Piena Ceļa galaktikas centru. Šis gads aizņem 223–230 miljonus gadu.
Zemes gads
Mūsu planētas cirkulācijai ap zvaigzni ir vairāki gadu veidi: tropiskais gads, drakoniskais, zvaigžņu gads, anomālisks. Katram no tiem ir savas īpašības.
Anomālisks gads ir laika intervāls starp secīgu punktu pāri, caur kuriem Saule iet pa ģeocentriskām orbītām. Anomālisks gads ir 365,23 saules dienas.
Ir arī tāda lieta kā drakonisks gads. Viņšapzīmē laika intervālu starp diviem secīgiem zvaigznes gājieniem caur to pašu Mēness orbītas daļu. Drakoniskais gads ir 346,62 saules dienas.
Zvaigžņu gads ir laiks, kas atbilst vienam Saules apgriezienam debesīs attiecībā pret fiksētajām zvaigznēm. Šis periods aizņem 365,25 saules dienas.
Uz Zemes cilvēki ir vairāk pieraduši redzēt kalendāro gadu. Vidēji tas ir 365 dienas. Tas ir balstīts uz noapaļotām vērtībām tropu gadam. Šīs minūtes un stundas, kas ir noapaļotas, tiek iekļautas ik pēc četriem gadiem garajā gadā, kas ir 366 dienas. Šādi aprēķini palīdz izvairīties no lielām laika un astronomisko novērojumu neatbilstībām.
Tropu gadu skaits
Tropu gads sāk savu atpakaļskaitīšanu no izvēlētā ekliptikas garuma punkta un līdz pilna gadalaiku cikla beigām un Saules atgriešanās tieši šajā punktā. Veicot aprēķinus, par sākumpunktu parasti tiek ņemts pavasara ekvinokcija. Precīziem aprēķiniem tiek ņemtas divas plaknes: debess ekvatora plakne un ekliptikas plakne. Šīm divām līnijām ir krustošanās punkts. Kad Saule šajā brīdī paiet divas reizes, tiek uzskatīts, ka gads ir pagājis.
Ja par atskaites punktu ņem kādu citu punktu, tad tropiskais gads būs savādāks. Tas ir saistīts ar faktu, ka gaismekļa leņķiskajiem ātrumiem ir daudz variāciju. Šādā formā tās loka sekundes, kuras zvaigzne nepaiet gar ekliptiku tropiskā gadā, izraisīs laika nobīdes, un pakāpeniski mainīsies nakts un diena.
Vidējais tropiskais gads
Saules gada ilgums ir atkarīgs no atskaites punkta. Zinātnieki uzreiz nenonāca pie vienotas laika skaitīšanas metodes, lai gan arvien biežāk par sākumpunktu ņēma ekvinokcijas dienas. Tas ir saistīts ar faktu, ka tieši no šī atskaites punkta mērījumu kļūda bija minimāla.
Tropiskā gada sākums var būt nedaudz nobīdīts, jo Saulei ejot pa debesīm var rasties planētu traucējumi.
Visā novērojumu vēsturē tropiskais gads ir mainījies ne reizi vien. Tas nekad nav bijis vienāds ar 365 dienām, jo tas ilgst ilgāk: tā ilgums vienmēr ir 365 dienas un piecas stundas, bet minūtes un sekundes vienmēr atšķiras.
Tropiskā gada opcijas
Ja Zeme kosmosā kustētos vienmērīgi, bez traucējumiem, tad tropiskais gads vienmēr būtu nemainīga vienība. Tomēr tas nenotiek, un šis laika periods vienmēr ir atšķirīgs: to spēcīgi ietekmē planētas un tuvumā esošo kosmosa ķermeņu orbitālās kustības traucējumi.
Zinātniekiem izdevās noteikt ciklisku traucējumu rašanos, kas vienāda ar sešām minūtēm. Ik pa laikam tie pazūd. Šie rādītāji tiek ņemti vērā, nosakot Zemes gada ciklu.
Kalendārais gads
Kā jau minēts, laika aprēķināšanai ir daudz dažādu veidu. Uz Zemes laika aprēķināšanai izmanto Gregora kalendāru. Tam ir savs periodiskums, kas vienāds ar četriem simtiem gadu. Katrā periodā, mēnešos, dienās un datumostiek atkārtoti. Vidēji šim kalendāram ir 365,25 dienas, kas ir gandrīz tāds pats kā tropiskajam gadam.
Kopš šī kalendāra izmantošanas, ekvinokcijas vienmēr ir palikušas savās vietās, kas palīdzēja lauksaimniecībā. Arī šāda veida kalendārs vienkāršoja Lieldienu un citu baznīcas svētku aprēķinus.
Pēc zinātnieku domām, tropiskais gads būs par trim dienām ārpus Gregora kalendāra, taču tas nenotiks drīz, bet pēc astoņiem tūkstošiem gadu.
Kas ir tropiskais gads un ar ko tas ir vienāds? Var teikt, ka tāds ir laika aprēķins, pie kā esam pieraduši. Mūsu kalendāra pamatā ir tropiskais gads, kurā ir 365 dienas un piecas stundas. Lai mūsu kalendārs būtu sinhronizēts ar tropisko gadu, ik pēc četriem gadiem tiek pievienota viena diena. Tas ir nepieciešams pasākums, bez kura laika nesakritības būtu lielas: desmit garajos gados gads būtu nobīdījies pat par četrdesmit dienām. Tomēr tas nenotiek, jo kalendārā ir ieviests garais gads.
