Juliánský kalendář

Od Caesarovy velké reformy po nepřetržitý čas astronomů

​Měření času bylo pro lidstvo odjakživa výzvou. Slunce a roční období si jdou vlastním tempem a napasovat jejich astronomický pohyb do přehledného kalendáře dělalo starověkým i novověkým učencům pořádné vrásky. Výsledkem těchto snah je příběh plný zmatků, politických zásahů, geniality i omylů. Pojďme se podívat na to, jak vznikl juliánský kalendář, čím vším si musel projít a jak astronomové vymysleli geniální systém celkového počítání dnů, který používají dodnes.

Juliánský kalendář a Velká reforma Gaia Iulia Caesara

​V 1. století před naším letopočtem vládl v římském kalendáři obrovský chaos. Aby se dalším zmatkům jednou provždy zamezilo, rozhodl se římský státník Gaius Iulius Caesar (žijící v letech 100 př. n. l. až 44 př. n. l.) v roce 46 př. n. l. provést zásadní reformu celého systému. Jakožto nejvyšší kněz (pontifex maximus) mal k takovému zásahu potřebnou pravomoc. Caesar však věděl, že matematiku a hvězdy je lepší přenechat odborníkům, a proto přípravu nového uspořádání svěřil tehdejším kapacitám. Hlavním architektem reformy se stal matematik a astronom Sosigenes, kterému pomáhal písař Marcus Flavius a pravděpodobně i další učenci.

Nově navržený římský kalendář měl mít základní délku 365 dnů s tím, že každé čtyři roky se do něj přidal jeden přestupný den. Průměrná délka roku tak činila 365,25 dne. Je velmi pravděpodobné, že inspirací pro tuto strukturu byl stejně dlouhý egyptský rok. Tento nový systém byl mimořádně přesný – byl jen o 11 minut delší než skutečný tropický rok, což znamenalo, že chyba o velikosti jednoho jediného dne nastala až za 128 let.

Jak Caesar rozdělil dny a měsíce

​Starý římský kalendář byl o deset dnů kratší. Caesar těchto přebývajících deset dnů vzal a rozdělic je mezi sedm měsíců nového reformovaného kalendáře.

• ​Měsíce Ianuarius, Sextilis a December dostaly dva dny navíc.
• ​Měsíce Aprilis, Iunius, September a November získaly jeden den.
• ​Přestupný den (dies intercalaris) se vkládal do měsíce Februarius (náš únor) přesně na to místo, kam se dříve vkládával celý přestupný měsíc.

Caesar navíc sjednotil začátek občanského a úředního roku na 1. leden. Výsledná struktura dvanácti měsíců vypadala následovně:

1. ​Ianuarius – 31 dnů (náš leden)
2. ​Februarius – 28 dnů (náš únor)
3. ​Martius – 31 dnů (náš březen)
4. ​Aprilis – 30 dnů (náš duben)
5. ​Maius – 31 dnů (náš květen)
6. ​Iunius – 30 dnů (náš červen)
7. ​Quintilis – 31 dnů (náš červenec)
8. ​Sextilis – 31 dnů (náš srpen)
9. ​September – 30 dnů (náš září)
10. ​October – 31 dnů (náš říjen)
11. ​November – 30 dnů (náš listopad)
12. ​December – 31 dnů (náš prosinec)

Rok 46 př. n. l.: Poslední rok zmatků s 445 dny

​Přechod ze starého kalendáře na nový byl vším, jen ne jednoduchou záležitostí. V přechodovém roce 46 př. n. l., který antičtí autoři přiléhavě označovali jako annus confusionis ultimus (poslední rok zmatků), se totiž data starého kalendáře rozcházela s astronomickou realitou (například se začátkem jara) o neuvěřitelných 90 dnů.

​Aby se tento propastný rozdíl srovnal, musel se rok 46 př. n. l. masivně natáhnout. Měsíci Februarius byl přidán klasický přestupný měsíc o 23 dnech a mezi měsíce November a December byly vloženy další dva přestupné měsíce o celkové délce 67 dnů. Tento mimořádný opravný rok tak měl nakonec patnáct měsíců a trval neuvěřitelných 445 dnů!

Přejmenovávání měsíců a kněžské omyly

​V roce 44 př. n. l. byl na návrh Marka Antonia (83 př. n. l. – 30 př. n. l.) schválen zákon Lex Antonia, který na Caesarovu počest přejmenoval sedmý měsíc Quintilis na Iulius (náš červenec).

​Ještě téhož roku byl však Caesar zavražděn a s jeho odchodem přišly zmatky v aplikaci přestupných dnů. Římští kněží (pontifikové) buď z nepochopení, nebo úmyslně, začali vkládat přestupný den každé tři roky namísto čtyř. Během následujících 36 let tak vložili dvanáct přestupných dnů místo správných devíti.

​Tento omyl napravil až císař Augustus (63 př. n. l. – 14 n. l.) v roce 8 př. n. l. Nařídil, aby se přestupný den striktně vkládal každé čtyři roky, a postupně vypustil tři nadbytečné přestupné dny, které kněží nahromadili. Pravidelný cyklus přestupných let tak v praxi funguje až od roku 8 n. l. Na počest Augusta byl osmý měsíc Sextilis přejmenován na Augustus (náš srpen). Pozdější pokusy jiných panovníků o přejmenování měsíců (například přejmenování září na Germanicus) už neměly dlouhého trvání.

Juliánský den a časová základna vědy

​Zatímco pro běžný život je kalendář rozdělený na měsíce a roky ideální, pro vědce a astronomy představuje noční můru. Přestupné roky, různá délka měsíců i kalendářní reformy výpočty v dlouhých časových úsecích neskutečně komplikují. Proto vznikl pojem juliánský den (někdy méně vhodně označovaný jako juliánské datum). Jde o spojitou časovou základnu vědeckého datování.

​Prapůvod tohoto systému zavedl francouzský matematik a astronom Joseph Justus Scaliger (1540–1609), který byl mimo jiné velkým kritikem konkurence v podobě gregoriánské reformy.

Scaligerova juliánská perioda a mýtus o otci

​Scaligerův systém je založen na velké periodě trvající 7 980 let. Toto číslo není náhodné – jde o nejmenší společný násobek tří starodávných časových cyklů:

1. ​Cyklu indikce (15 let)
2. ​Zlatého čísla / Měsíčního cyklu (19 let)
3. ​Slunečního kruhu (28 let) (15 × 19 × 28 = 7 980)

Jako počátek této periody zvolil Scaliger 1. leden roku 4713 př. n. l. Jak k tomuto datu dospěl? Vycházel z výpočtů opata Dionysia Exigua, podle kterého se Kristus narodil v roce 1 př. n. l. (což je v astronomickém zápisu rok 0). V tomto roce měly zmíněné cykly tyto hodnoty: sluneční cyklus byl 9, Zlaté číslo 1 a indikce 3. Scaliger následně matematicky hledal nejbližší předchozí rok, kdy měly všechny tři cykly současně hodnotu 1. Tímto rokem byl právě rok 4713 př. n. l. (v astronomickém zápisu rok -4712).

​Tento rok se tak stal prvním rokem tzv. juliánské periody. Výpočet byl v minulosti dokonce tak přesvědčivý, že si lidé dříve mysleli, že právě v roce 4713 př. n. l. vznikl svět. První juliánská perioda skončí 31. prosince roku 3267 juliánského kalendáře (což odpovídá 22. lednu 3268 gregoriánského kalendáře) a hned následující den začne perioda druhá. V roce 7980 juliánského kalendáře (který začne 28. února 7980 podle gregoriánského kalendáře) dosáhnou hodnoty všech tří cyklů opět stejných čísel jako v roce Kristova narození.

​O původu názvu periody koluje populární omyl – často se tvrdí, že ji Scaliger pojmenoval po svém otci Juliu Scaligerovi. Sám autor to však vyvrací ve své knize Opus de Emendatione Temporum z roku 1593. V úvodu páté knihy doslova píše: "Iulianam vocauimus, quia ad annum Iulianum accommodata" (Nazýváme ji Juliánská, protože je přizpůsobena juliánskému roku). Název tedy zvolil podle juliánského kalendáře, a tím pádem přímo na počest Gaia Iulia Caesara.

​Stojí za zmínku, že samotnou myšlenku periody 7 980 let jako součinu tří cyklů použil pro chronologické výpočty pod názvem magnum ciclum (Velký cyklus) už v roce 1086 učenec Robert the Lotharingian (?–1095). Jeho nápad však na celá staletí zapadl.

Od počítání dnů k moderní astronomii

​Ačkoliv Scaliger definoval periodu, teprve v roce 1849 přišel sir John Frederick William Herschel (1792–1871) ve své knize Outlines of Astronomy s revolučním návrhem: počítat čas jednoduše v nepřetržité řadě po jednotlivých dnech bez měsíců a roků.

​Herschel stanovil jako počátek (juliánský den 0) poledne alexandrijského času dne 1. ledna roku 4713 př. n. l. Alexandrii zvolil na počest geografa a astronoma Ptolemaia (90–168 n. l.), jehož historické výpočty se vázaly právě k tomuto městu.

​Obrovskou výhodou tohoto datování bylo, že se juliánský den neměnil o půlnoci, ale v poledne – tedy v době, kdy astronomové obvykle nepozorovali a nemohlo tak dojít k roztržení nočního pozorování do dvou různých dnů. Systém se ukázal jako neocenitelný pro hledání periodicity v dlouhých časových obdobích. Po mezinárodní konferenci ve Washingtonu v roce 1884, kde byl definován nultý poledník, se začátek počítání upravil z alexandrijského poledne na poledne světového času.

​(Malá odbočka z Herschelovy knihy: Několik stránek před tímto návrhem Herschel doporučoval přidat do gregoriánského kalendáře pravidlo, že roky dělitelné 4000 budou nepřestupné. Průměrná délka roku by pak byla 365,24225 dne a chyba jednoho dne by nastala až za více než 16 tisíc let. Toto pravidlo však nebylo nikdy přijato.)

Zlomky dnů a moderní varianty: JD, MJD a JDN

​K masovému rozšíření juliánského datování přispěla kniha rakouského astronoma a matematika Theodora von Oppolzera (1841–1886) Canon der Finsternisse (Kánon zatmění), vydaná roku 1887.

​Postupně se k celému číslu juliánského dne začal přidávat i přesný čas vyjádřený jako zlomek dne. S tímto nápadem přišel poprvé francouzský matematik Pierre Simon de Laplace (1749–1827) ve svém díle Traité de Mécanique Céleste z roku 1799. V praxi se však toto jemné datování uplatnilo až na počátku 20. století – jedním z prvních použití byla práce Edwarda Charlese Pickeringa (1846–1919) o proměnných hvězdách z roku 1903.

​V současnosti se v odborném světě setkáte s několika zápisy:

1. ​Juliánský den (JD): Standardní spojité datování začínající v poledne svetového času. Obsahuje celou část (den) a desetinný zlomek (čas).
2.  ​Modifikovaný juliánský den (MJD): Používá se pro praktičtější práci s menšími čísly. Vypočítá se odečtením konstanty: MJD = JD - 2 400 000,5. Díky odečtení půldne začíná MJD klasicky o půlnoci.
3. ​Číslo juliánského dne (JDN): Zapisuje se pouze jako celé číslo bez zlomků a mění se vždy o půlnoci.

Pro představu o relacích mezi těmito systémy:

•  ​O půlnoci na 1. ledna 2000 hodnota JD činila 2 451 544,5.
•  ​Ve stejný okamžik byla hodnota MJD rovna 51 544.
•  ​Celočíselná hodnota JDN pro tento okamžik byla 2 451 545.

Přepočet mezi přesným juliánským dnem (JD) a celočíselným číslem (JDN) s započtením času se provádí podle vzorce:

JD = JDN + (hodiny - 12) / 24 + minuty / 1440 + sekundy / 86400

​Cesta od Caesarových snah urovnat chaos v římském impériu až po vysoce přesné matematické modely moderní astronomie ukazuje, jak fascinujícím způsobem se lidské chápání času vyvíjelo. Dnes díky tomu mají vědci k dispozici nástroj, kterému nepravidelnosti kalendářů ani střídání staletí nečiní nejmenší problém.