Tento projekt byl financovaný s podporou programu Erasmus+
6 NAŠE SLUNEČNÍ SOUSTAVA JE VELMI MALOU ČÁSTÍ JEDNÉ Z MILIARD GALAXIÍ VE VESMÍRU
- Teorie
- Úkoly
- Pracovní listy
- Workshopy
Kalendář
Otázka tvorby kalendáře souvisí s dlouhodobějšími jednotkami času a s hledáním jejich vztahů a relací. Základními veličinami pro tvorbu kalendáře jsou střední slunečný den (24 h), dále synodický měsíc, popisující změny tvaru měsíčního kotouče z pohledu pozorovatele ze Země. Jeho délka činí 29,530 588 853 dne, synodický měsíc je podrobněji popisaný v předchozí kapitole. Třetí základní jednotkou času pro potřeby kalendáře je tro pický rok definován jako doba mezi dvěma přechody Slunce jarním bodem(jarní bod je průsečíkem ekliptiky, tedy pomyslné trajektorie Slunce na nebeské sféře, s nebeským, čili světovým rovníkem, ve kterém se Slunce nachází na začátku jara). Trvá 365,242 192 129 dne (365 d, 5 h, 48 min, 45 s).Je to perioda, s níž se střídají v mírném zeměpisném pásmu roční období.
Výše uvedené tři základní časové jednotky odpovídají nejvýznamnějším astronomickým periodám ovlivňujícím život lidí. Jeden den je doba rotace Země vztahující se ke Slunci (správně bychom tu neměli používat střední slunečný den, ale pravý slunečný den, ale z praktického hlediska by to nebylo příliš užitečné), synodický měsíc je perioda fází Měsíce a tropický rok je perioda, s níž se v mírném zeměpisném pásmu střídají roční období. Všechny uvedené časové periody jsou obsahem učiva pro děti mladšího školního věku.
Tvorba kalendáře
Řešením otázky tvorby kalendáře se lidé zabývají již od starověku. Protože výše uvedené doby jsou nesoudělnými čísly, je jakýkoliv kalendář naplněn přepočty, které přinášejí do problematiky kalendáře mnoho nepravidelností a tím i komplikací při jeho využívání širokou veřejností. Vše je navíc ještě složitější v důsledku dlouhodobých změn středního slunečného dne, synodického měsíce i tropického roku, tedy základních časových měřidel pro kalendář. Tyto dlouhodobé změny souvisejí s astronomickým charakterem všech uvedených veličin, a i když jsou dlouhodobé změny malé, nelze je v dlouhodobém horizontu zanedbat. Navíc tyto změny nejsou pravidelné, a tím i predikovatelné.
Zdálo by se například, že synodický měsíc s délkou 29,530 588 853 dne je možné v kalendáři bez velkých obtíží nahradit střídajícími se „velkými“ a „malými“ měsíci s délkami 30 a 29 dní. Takto zkonstruovaný kalendář by však bylo třeba už po necelých třech letech opravovat, protože by již za 33 měsíců rozdíl mezi skutečností a kalendářem, tedy například mezi skutečným a kalendářním novem, narostl na 1 den. Obdobně při délce tropického roku 365,242 192 129 dne se při volbě 360 dnů v kalendářním roce „rozejde“ kalendář každoročně o 5 či 6 dní a jeho délka se musí upravit. Tak to fungovalo například ve starém Egyptě, kde se každý 360-denní rok doplňoval 5 či 6 dodatečnými dny svátků a hostin podle výpočtů kněží. Při volbě kalendářního roku 365 dní se „rozejde“ se skutečnou délkou již za 4 roky a při volbě 365,25 (každý čtvrtý rok přestupný s 366 dny) za 128 let. V uvedených případech přitom setrváváme při porovnávání pouze jedné časové jednotky s délkou dne, tedy délky měsíce, resp. roku. Vzhledem k tomu, že hledáme souvislosti mezi třemi veličinami současně, je celá situace mnohem, mnohem složitější. Z výše uvedeného je tedy jasné, že čím jednodušší kalendář zvolíme, tím spíše ho budeme muset upravovat, aby se nelišil od skutečných délek astronomických period délky dne, periody fází Měsíce, resp. periody střídání ročních období. Naopak, čím komplikovanější kalendář zvolíme, tím později ho budeme muset upravovat, aby odpovídal skutečným astronomickým periodám.
Typy kalendářů
Jak je uvedeno výše, je složité při tvorbě kalendáře nastavit základní parametry tak, aby byl kalendář zároveň jednoduchý a pochopitelný pro široké vrstvy lidí, které ho budou používat, a zároveň, aby přepočet základních časových jednotek pro kalendář typických byl dlouhodobě stabilní vzhledem k astronomickým základem, na kterých tyto jednotky spočívají.
Z toho se odvíjejí tři základní typy kalendářů:
- Lunární nebo měsíční kalendář vychází z představy, že nejdůležitější z dlouhodobých časových jednotek je synodický měsíc, představující periodu střídání fází Měsíce. Význam fází Měsíce pro dlouhodobější vnímání času byl u starých civilizací typický zejména pro národy žijící kolem rovníku, kde je měsíční cyklus významnější než cyklus sluneční trvající jeden rok, který v těchto oblastech není tak významný, protože střídání ročních období zde nenastává. Všechny měsíce v lunárním kalendáři začínají stejnou fází Měsíce, obvykle novem. V lunárním kalendáři se střídají měsíce po 29 a 30 dnech; délka roku je tak 354 dní a není vázána na periodu střídání ročních období. Protože střídání měsíců po 29 a 30 dnech se od skutečné délky měsíce odchyluje, je zhruba po 3 letech (nepravidelně) do kalendáře zařazován měsíc přestupný a rok tak má 355 dní. V současné době je nejvýznamnější z lu nárních kalendářů kalendář islámský, který je počítán od počátku cesty proroka Mohameda z Mekky do Mediny (v gregoriánském kalendáři tomu odpovídá datum 14. červenec 622). Označuje se AH (z latiny Anno Hegirae: „Léta Hidžry“), nyní, od 3. 10. 2016 do 21. 9. 2017 probíhá rok 1438 AH.
- Solární nebo sluneční kalendář je založen na představě, že základní kalendářovou jednotkou není měsíc, ale rok, a to rok tropický, který se vztahuje k přechodem Slunce jarním bodem. Délka měsíce je z pohledu solárního kalendáře nepodstatná, a tak délky měsíců nejsou vázány na synodický měsíc, ale rozdělují jen rok na menší části. Protože se tento kalendář používá v našich zemích, bude mu v dalším, i s ohle dem na využití ve formálním i neformálním vzdělávání dětí mladšího školního věku, věnována výhradní pozornost. Označuje se AD (z latiny Anno Domini: „Léta Páně“), počítá se od narození Krista (přesněji od jeho obřezání, protože narození by odpovídalo 25. prosinci), avšak ztotožnění počátku letopočtu s narozením Krista se nepodařilo správně provést, a tak dnes z historických údajů víme, že pokud byl Kristus skutečnou postavou, narodil se několik let před začátkem kalendáře. Od 1. 1. 2017 do 31. 12. 2017 probíhal rok 2017 AD.
- Lunisolární kalendář považuje za významné obě základní jednotky času, tedy synodický měsíc i tropický rok a snaží se zachovat stejnou fázi Měsíce na začátku každého měsíce a zároveň pokud možno zachovat i délku roku. Platí za to neúměrnou složitostí a komplikovaností, protože přibližné shody s délkou tropického roku dosahuje zařazováním přestupních měsíců (přestupné měsíce se zařazují celkem sedmkrát za 19 let, což je jakási „nadperioda“, v průběhu které se dosahuje celočíselný počet měsíců i let; v devatenáctiletém cyklu jsou přestupnými lety vždy roky 3, 6, 8, 11, 14, 17 a 19) a přitom se neobejde ani bez přestupních dní. Lunisolární rok tak může mít 353, 354, 355, 383, 384 nebo 385 dní. V dnešní době je nejznáměj ším představitelem tohoto typu kalendářů kalendář židovský. Tento kalendář se počítá od biblického stvoření světa (v gregoriánském kalendáři by tomu odpovídal datum 6. 10. 3 761 před n. l.; přesně o 23 h, 11 min, 20 s), dni začínají západem slunečního kotouče. Označuje se AM (z latiny Anno Mundi: „Léta Světa“), nyní, od 2. 10. 2016 do 20. 9. 2017 probíhal rok 5 777 AM.
Historické souvislosti
V Evropě se používá solární kalendář. Jeho prapočátky můžeme hledat v solárním egyptském kalendáři, který vycházel z každoročních pravidelně příchozích záplav Nilu. Kalendář si všiml římský vojevůdce a politik Julius Caesar při svém vítězném tažení do Egypta a v porovnání s tehdy používaným starořímským kalendářem ho hodnotil jako mnohem kvalitnější. Proto pověřil přípravou reformy římského kalendáře později helénského alexandrijského astronoma Sósigena a tuto reformu zavedl od 1. 1. 45 před n. l. (v této době samozřejmě byly roky počítány jinak než dnes, od založení Říma, tedy bez vědomí budoucího přepočtu podle narození Krista). Zavedený kalendář měl již délku 365 dní a přestupné roky, i když přestupné roky byly zavedeny trochu jinak, než jak Sósigenes navrhl. Tento kalendář se jmenuje na počest Caesara – juliánský.Stejně tak pojmenování července v mnoha evropských zemích je památkou na Caesara (název tohoto dříve nazývaného měsíce Quintilis – „pátý“ schválil na počest Caesara římský senát). Po úpravě juliánského kalendáře (zejména správného zařazení přestupných roků) císařem Augustem (jeho rodné jméno bylo Gaius Octavius) v roce 8 n. l. byl po Augustovi pojmenován senátem měsíc srpen (název tohoto dřívě nazývaného měsíce Sextilis – „šestý“ schválil na počest Augusta opět senát) a současně rozhodl, že srpen bude stejně jako červenec „velký měsíc“, tedy bude mít 31 dní (den byl odebrán již tehdy nejkratšímu měsíci, únoru).
Juliánský rok má 365,25 dní a „rozcházel“ se s tropickým rokem dlouhým 365,242 192 129 dne o jeden den každých 128 let. Proto 24. 2. 1582 vyhlásil papež Řehoř XIII. v rámci buly Inter gravissimas reformu juliánského kalendáře, kterou připravil na jeho popud italský astronom, lékař a filozof Aloisius Lilius (nebo Luigi Lilio). Úprava spočívala jednak ve vypuštění 10 dní, jednak v úpravě pravidla pro přestupné roky. Podle nového pravidla jsou roky končící 00 přestupné pouze pokud je označení roku dělitelné 400. Rok 2000 tedy byl přestupný, zatímco roky 2100, 2200 a 2300 přestupní nebudou. Reforma se podle jména papeže nazývá gregoriánská a byla realizována v různých zemích postupně, v někte rých zemích až v minulém století.Přesto v současnosti platí tento kalendář ve většině států, které využívají solární kalendář.
Gregoriánský kalendář
Jako aktivity související s gregoriánským kalendářem založeným na délce tropického roku je možné pro děti mladšího školního věku realizovat například následující tři aktivity:
Délka měsíců: Podle kloubů na rukou je možné vyjmenovávat, které měsíce jsou „velké“ a které „malé“, tedy které měsíce mají 31 dní a které méně. Jak je uvedeno výše, za to, že červenec a srpen následující bezprostředně po sobě mají oba 31 dní, „může“ rozhodnutí římského senátu z před více než 2 000 let.
Začátky a délky ročních období: Začátky ročních období jsou určeny astronomickou polohou slunečního kotouče na obloze. Když sluneční kotouč prochází jarním bodem, začíná jaro. Po proběhnutí úhlu 90° začíná léto, po dalších 90° (při přechodu podzimním bodem) začíná podzim a po dalších 90° začíná zima. Obyčejně se jako data začátků ročních období uvádějí data 21. 3., 21. 6., 23. 9. a 21. 12. S ohledem na složitost současného (gregoriánského) kalendáře však není začátek ročních období takto pevně determinován. Protože rok 2000 byl přestupný, nastávají začátky ročních období v tomto století o trochu dříve, svůj vliv má i to, zda je daný rok přestupný, první po přestupném roce, druhý po přestupném roce či třetí po přestupném roce. Nejčastějším začátkem jara bude v příštích letech 20. 3. a podobně časně budou začínat i další roční období. Přesná data začátků ročních období je možné najít na internetu či například v hvězdářské ročence. Kromě vyhledání těchto dat mohou nadanější žáci zkusit vypočítat délky jednotlivých ročních období. S překvapením zjistí, že nejdelší je léto (téměř 94 dní), potom jaro (93 dní), podzim (téměř 90 dní) a nejkratší je zima (89 dní). Hodnoty v jednotlivých letech se mohou o 1 den lišit. To, že jsou délky ročních období různé, vyplývá z toho, že Země kolem Slunce obíhá po elipse. Platí samozřejmě, že roční období na jižní polokouli jsou opačné než na polokouli severní.
Simulace pohybu Země kolem Slunce: Na hřišti je možné modelovat pohyb Země kolem Slunce (je možné i doprovázen Měsícem), a to buď pohybem jednoho či dvou dětí, případně pohybem dítěte s glóbem jako modelem Země. Při pohybu s glóbem je důležité zachovávat směr zemské osy v prostoru, zemská osa se během oběhu Země nesklání!