เวลา (Time)

ไม่ว่าใครล้วนต้องมีความเกี่ยวข้องกับเวลาทั้งสิ้น (ไม่ว่ามันจะคืออะไรก็ตาม)  การวัดเวลาที่เราคุ้นเคยกันที่สุดก็หนีไม่พ้น การที่โลกหมุนรอบตัวเอง (หรือใครจะบอกว่าดวงอาทิตย์หมุนรอบโลก ก็ไม่ว่ากัน) แล้วเกิดเป็นกลางวัน-กลางคืนขึ้น นี่ถือเป็นพื้นฐานสุดๆ แล้ว

กำหนดกันว่าเมื่อโลกหมุนรอบตัวเองครบหนึ่งรอบ ให้เรียกกันว่า 1 วัน (หมายถึง รวมกลางวันกับกลางวันเข้าด้วยกัน)  เวลาที่เกิดจากการที่โลกหมุนรอบตัวเองนี้ นักดาราศาสตร์เรียกกันว่า “เวลาสากล” หรือ Universal Time โดยกำหนดให้ค่านี้เป็นค่าคงตัว หรือ แต่ละวันมีค่าเท่ากัน สิ่งประดิษฐ์เกี่ยวกับเวลาตามแนวคิดนี้ ก็คือ นาฬิกาแดดนั่นเอง แต่พอเรามีนาฬิกาที่ดีกว่านี้ (ใช้จังหวะการสั่นของผลึกซีเซียมซึ่งผิดพลาดน้อยมาก) เรากลับพบว่าโลกหมุนรอบตัวเองในอัตราที่ไม่คงตัวสักเท่าใดนัก มันจึงเป็นเพียงหนึ่งในเวลาหลายๆ ตัว ที่เราควรที่รู้จัก มักคุ้นไว้บ้าง (แต่ค่อยๆ ทำความเข้าใจในภายหลัง) มีดังนี้

• เวลาสากล (universal time)
• เวลาเฉลี่ยกรีนิช (Greenwich mean time)
• เวลาดาราคติปรากฏ (apparent sidereal time)
• เวลาดาราคติเฉลี่ย (mean sidereal time)
• เวลาอิเฟมเมอริส (ephemeris time)
• เวลาท้องถิ่น(local time)
• เวลาสุริยคติเฉลี่ย (mean solar time)

นอกจากนี้ ยังมีคำที่ใช้เรียกเกี่ยวกับเวลาอีก แต่คราวนี้ยึดเอาการหมุนรอบดวงอาทิตย์ของโลก ซึ่งเรากำหนดไว้ว่า 1 ปี  ปีจึงมีได้อีกมากพอกันกับเวลา เช่น ปีดาราคติ (sidereal year) ปีทรอปิก (tropical year) ปีเบสเซล (Besselian year) และปีอะนอมัลลี (anomalistic year)

ปฏิทิน

วันคือการที่โลกหมุนรอบตัวเอง ส่วนปีคือการที่โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์ (นี่ยังไม่พูดถึงดวงจันทร์หมุนรอบโลกนะครับ) เกิดเป็นช่วงเวลาขึ้นมา แล้วเราก็กำหนดตัวเลขเข้าไปกำกับ เราเรียกว่า “ปฏิทิน”

 

ปฏิทินเป็นสิ่งที่ช่วยให้เราตรวจสอบเวลา โดยการแ่บ่งหนึ่งปีออกเป็นเดือน สัปดาห์ และวัน พูดหยาบๆ ได้ว่า หนึ่งเดือน คือ เวลาที่ดวงจันทร์หมุนรอบโลกไปตามวงโคจรของมันครบหนึ่งรอบ ซึ่งระยะเวลานี้แบ่งออกเป็น 4 ส่วน แต่ละส่วนก็คือ หนึ่งสัปดาห์ และเวลาหนึ่งปี ก็คือ เวลาที่โลกใช้ในการหมุนรอบดวงอาทิตย์ไปตามวงโคจรของมันครบหนึ่งรอบ ตามที่ได้ตกลงกันเราถือว่าเจ็ดวันเป็นหนึ่งสัปดาห์ ระหว่าง 28 ถึง 31 วัน ถือเป็นหนึ่งเดือน (ดังตาราง)

---

เดือน	จำนวนวัน	เดือน	จำนวนวัน
มกราคม	31	กรกฎาคม	31
กุมภาพันธ์	28 หรือ 29 ในปีอธิกสุรทิน	สิงหาคม	31
มีนาคม	31	กันยายน	30
เมษายน	30	ตุลาคม	31
พฤษภาคม	31	พฤศจิกายน	30
มิถุนายน	30	ธันวาคม	31

---

จำนวนเดือนในหนึ่งปี คือ 12 เดือน โดยการรู้จำนวนวันและชื่อของเดือน เราจะสามารถระบุถึงวันใด ว้ันหนึ่งในหนึ่งปีได้อย่างแน่นอน

ปัญหาสำหรับการนับวันในหนึ่งปีโดยวิธีนี้ ก็คือ การนับวันแบบปีปฏิทินปกติ(civil year) ของเรานี้ มีจำนวนวันเป็นเลขจำนวนเต็ม แต่จริงแล้วโลกเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ครบรอบใช้เวลา 365.2422 วัน  (ซึ่งหมายถึงปีทรอปิก) เกินจากปีปฏิทินนิดนึง  แต่ถ้าเราไม่คำนึงถึงความคลาดเคลื่อนนี้ แต่ไปใช้จำนวน  365 วันเป็นหนึ่งปีสำหรับทุกๆ ปี  จะทำให้เวลาจริงคลาดเคลื่อนไป 0.2422 วันต่อปี หลังจาก 100 ปีผ่านไป ความผิดพลาดจะเกิดขึ้นที่ 24 วัน (100ปีx0.2422=24.22)  และหลังจากผ่านเวลาไป 750 ปี มันก็จะคลาดเคลื่อนไปถึงขนาดที่ว่าเดือนธันวาคม จะเป็นฤดูร้อนในซีกโลกทางเหนือ ซึ่งเห็นได้ชัดว่า หากยึดระบบนี้ความเสียหายจะเกิดขึ้นอย่างมาก

จูเลียส ซีซาร์ (Julius Caesar) ได้พยายามแก้ไขข้อผิดพลาดนี้ โดยตั้งเป็นกฎขึ้นมาว่า ให้ 3 ปีแรกมี 365 วัน ส่วนปีที่ 4 เป็นปีอธิกสุรทิน (leap year) มี 366 วัน วันที่เพิ่มขึ้นนี้ให้บวกเข้าไปกับเืดือนกุมภาพันธ์ เมื่อปีนั้นหารด้วย 4 ลงตัว

โดยเฉลี่ยปีตามปฏิทินของจูเลียส ซีซาร์ จะมี 365.25 วัน/ปี ซึ่งนับเป็นการประมาณค่าที่ดีทีเดียว เมื่อเทียบกับปีทรอปิก 365.2422 วัน หากเวลาผ่านไปแล้ว 100 ปี ความผิดพลาดก็จะมีค่าน้อยกว่า 1 วัน

 

ปฏิทินจูเลียนใช้งานมาหลายร้อยปีกระทั่งในปี ค.ศ.1582 มีการพบความผิดพลาดที่สังเกตได้ระหว่างฤดูกาล กับวันที่เกิดขึ้น สันตปาปาเกรกอรี (Pope Gregory) ได้ปรับปรุงระบบโดยเปลี่ยนวันที่ 5 ตุลาคม เป็นวันที่ 14 ตุลาคม ค.ศ.1852 เพื่อทำให้มีปฏิทินและปีทรอปิกมีความสอดคล้องกัน และโดยการทำให้เวลาหายไปสามวันทุกๆ รอบสี่ศตวรรษ สันตปาปาเกรกอรี ได้พยายามแก้ไขความผิดพลาดโดยกำหนดให้ปีที่ลงท้ายด้วยเลขศูนย์สองตัว (เช่น ปี 1700 1800 เป็นต้น) เป็นปีอธิกสุรทินถ้าสามารถหารได้ด้วย 400 ลงตัว
ระบบนี้มีชื่อเรียกว่า ปฏิทินเกรกอเรียน เป็นปฏิทินที่ใช้โดยทั่วไปในปัจจุบันนี้ ตามระบบปีปฏิทินนี้ 400 ปี มี (400x365)+100-3 = 146,097 วัน ดังนั้นความยาวโดยเฉลี่ยของปีตามปฏิทินคือ 146,097/400 = 365.2425 ซึ่งเป็นค่าประมาณที่ดีมากทีเดียวสำหรับปีทรอปิก