Η μαθηματική σύγχυση που δημιουργήθηκε από τα δίσεκτα χρόνια




Από τον Kit Yates28 Φεβρουαρίου 2024
Κάθε τέσσερα χρόνια έχουμε μια 29η Φεβρουαρίου – εκτός από αυτές που πέφτουν στο τέλος ενός αιώνα, εκτός αν το έτος διαιρείται με το 400. Αυτή είναι η ακατάστατη ιστορία του πώς λειτουργούν τα δίσεκτα χρόνια.   
                                                                                                                                                                                                                                                                 Εχω έναν φίλο στη δουλειά – στο τμήμα μαθηματικών του Πανεπιστημίου του Μπαθ στο Ηνωμένο Βασίλειο – ο οποίος κλείνει τα 11 φέτος. Δεν είναι παιδί θαύμα ( αν και σίγουρα έχουμε μερικά από αυτά στα μαθηματικά ). Απλώς έχει ένα πολύ ξεχωριστό γενέθλιο: στις 29 Φεβρουαρίου.

Καθώς το 2024 είναι δίσεκτο, σημαίνει ότι μπορεί να γιορτάσει την πραγματική ημερομηνία γέννησής του αντί για μία από τις γύρω μέρες. Αν και για τον συνάδελφό μου είναι αναμφισβήτητα κουραστικό να αστειεύονται άνθρωποι σαν εμένα για το πόσο χρονών είναι (και να σκέφτομαι τα 100 χρονών "πηδήγματα " που χρειάστηκε να αντέξουν 25 τέτοιες περιπτώσεις ), για τους υπόλοιπους από εμάς το δίσεκτο έτος έχει μια ιδιαίτερη, σχεδόν μυστικιστική, αύρα γι 'αυτό.

Αυτή η εξαιρετική μέρα έχει συνδεθεί με κάθε είδους παράξενες και υπέροχες παραδόσεις όλα αυτά τα χρόνια: από την απαρχαιωμένη αντίληψη ότι η 29η Φεβρουαρίου είναι η μόνη μέρα που οι γυναίκες μπορούν να κάνουν πρόταση γάμου στους άνδρες, μέχρι το Φεστιβάλ Δισπέδου στο Άντονι του Νέου Μεξικού . βλέπει ανθρώπους που γεννήθηκαν αυτήν την ιδιαίτερη μέρα να μαζεύονται για να γιορτάσουν μαζί τα σπάνια γενέθλιά τους.

Κατά κανόνα, οι δίσεκτες ημέρες έρχονται κάθε τέσσερα χρόνια. Υπάρχουν όμως εξαιρέσεις σε αυτόν τον κανόνα. Για παράδειγμα, στο τέλος κάθε αιώνα χάνουμε ένα δίσεκτο έτος. Παρόλο που το έτος διαιρείται με το τέσσερα, δεν προσθέτουμε μια δίσεκτη ημέρα στα έτη που τελειώνουν στο 00. Αλλά υπάρχει και μια εξαίρεση σε αυτόν τον κανόνα. Εάν το έτος είναι πολλαπλάσιο του 400, τότε προσθέτουμε ξανά μια επιπλέον δίσεκτη ημέρα . Στο γύρισμα της χιλιετίας, παρά το γεγονός ότι διαιρείται με το 100, το έτος 2000 είχε στην πραγματικότητα 29 Φεβρουαρίου, επειδή ήταν επίσης διαιρούμενο με το 400.              

Υπάρχουν μόνο δύο θεμελιωδώς καθορισμένες μονάδες χρόνου για τον πλανήτη μας. Ένα από αυτά είναι η ημέρα: ο χρόνος που χρειάζεται για να περιστραφεί η γη μια φορά στον άξονά της, από το στραμμένο προς τον Ήλιο, προς το στραμμένο προς τα έξω και μετά πάλι πίσω. Το άλλο είναι το έτος: ο χρόνος που χρειάζεται η Γη για να ολοκληρώσει μια τροχιά γύρω από τον ήλιο.Μέχρι στιγμής τόσο

 περίπλοκο. Γιατί όμως έχουμε δίσεκτα έτη; Και γιατί οι κανόνες που τις διέπουν είναι τόσο περίπλοκοι; Όπως ίσως γνωρίζετε, η απάντηση είναι κάτι που έχει να κάνει με τη διατήρηση των πραγμάτων σε συγχρονισμό.                                                   



Ενοχλητικά χρειάζεται η γη 365,24219… (περίπου 365 και ένα τέταρτο) ημέρες για να περιστραφεί γύρω από τον ήλιο και να επιστρέψει στην αρχική της θέση. Έτσι, ένα πραγματικό ηλιακό έτος δεν είναι στην πραγματικότητα 365 ημέρες. Αυτό είναι πολύ άβολο. Δεν μπορούμε να γιορτάσουμε την Πρωτοχρονιά τα μεσάνυχτα του ενός έτους και μετά στις 6 π.μ. του επόμενου και το μεσημέρι του επόμενου έτους – όλο και πιο εκτός συγχρονισμού.

Πολύ πίσω το 46 π.Χ., ο Ιούλιος Καίσαρας αναγνώρισε αυτό το πρόβλημα και με τους συμβούλους του αποφάσισε μια έξυπνη λύση για να βελτιώσει τη λειτουργία του Ιουλιανού ημερολογίου του – η οποία περιελάμβανε την προσθήκη των επιπλέον τετάρτων ημερών που συγκεντρώνονταν κάθε τέσσερα χρόνια για να δημιουργήσει μια ολόκληρη επιπλέον ημέρα. Διαβάστε για το πώς εφευρέθηκε το δίσεκτο έτος επί Καίσαρα και εξευγενίστηκε από τον Πάπα Γρηγόριο τον 16ο αιώνα .)

Η προσθήκη μιας ημέρας κάθε τέσσερα χρόνια, ωστόσο, δίνει τη μέση διάρκεια ενός έτους να είναι 365,25 ημέρες – λίγο υπερβολικά.

Όταν εισήχθη το Γρηγοριανό ημερολόγιο, αποφασίστηκε να βελτιωθεί η προσέγγιση διαγράφοντας μία από τις δίσεκτες ημέρες σε έτη που διαιρείται με το 100. Σύμφωνα με αυτό το σύστημα, κατά τη διάρκεια ενός αιώνα θα προσθέταμε 24 επιπλέον ημέρες και όχι 25, καθιστώντας τον μέσο όρο έτος διάρκειας 365,24 ημερών – ένα (ακόμα μικρότερο) λίγο πολύ σύντομο.                                                            

Μη ικανοποιημένοι με αυτή την καλύτερη προσέγγιση, αποφασίστηκε να προστίθεται μια επιπλέον δίσεκτα ημέρα κάθε 400 χρόνια. Κατά τη διάρκεια μιας περιόδου 400 ετών, αυτό συνεπάγεται την προσθήκη 97 επιπλέον ημερών συνολικά, καθιστώντας τη μέση διάρκεια του έτους 365,2425 ημέρες – αρκετά κοντά που κανείς δεν θα μπορούσε να ενοχληθεί να προχωρήσει περαιτέρω.  
 


Χρειάστηκαν αρκετές προσπάθειες και λανθασμένες εκκινήσεις για να φτάσουμε στη σημερινή μας ακρίβεια ημερολογίου. Για να φτάσουμε στο επόμενο επίπεδο ακρίβειας, θα πρέπει να αφαιρέσουμε τις δίσεκτες ημέρες σε έτη που ήταν πολλαπλάσια του 3200. Αυτό θα μας έδινε επιπλέον 775 ημέρες κατά τη διάρκεια 3200 ετών, καθιστώντας το μέσο έτος διάρκειας 365,2421875 ημερών – ένα ακόμη μεγαλύτερο επίπεδο της ακρίβειας.

Φαίνεται ότι είναι πολύ δύσκολο να πάμε, μόνο και μόνο για να βεβαιωθούμε ότι οι μέρες ευθυγραμμίζονται με τα χρόνια. Γιατί δεν αλλάζουμε απλώς τον ορισμό του έτους για να τον κάνουμε ακριβώς 365 ημέρες; Αυτή φαίνεται σαν μια λογική λύση, και πράγματι θα ήταν, αν δεν υπήρχε η αξονική κλίση της γης.

Η θεωρία του "Big Whack" υποδηλώνει ότι πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, μια τεράστια σύγκρουση μεταξύ της πρωτογενούς Γης και ενός άλλου πλανήτη, μεγέθους Άρη, έστειλε αρκετά συντρίμμια για να δημιουργήσει τη Σελήνη, αλλά προκάλεσε επίσης την κλίση του άξονα της Γης. Αν και αυτή η κλίση πιστεύεται ότι ποικίλλει με την πάροδο των ετών , το γεγονός ότι έχουμε μια κλίση οδηγεί σε εποχές που είναι γνωστές σε μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη - καλοκαίρι όταν το μέρος της Γης γέρνει προς τον Ήλιο και χειμώνα όταν έχει κλίση μακριά. με την άνοιξη και το φθινόπωρο ενδιάμεσα.

Εάν δεν κάναμε προσαρμογές για τις δίσεκτες ημέρες, τότε τα ημερολόγιά μας θα ήταν εκτός συγχρονισμού με τις εποχές μας. Μετά από 100 χρόνια το ημερολόγιο θα ήταν απενεργοποιημένο κατά περίπου 25 ημέρες. Μετά από περίπου 750 χρόνια, όσοι ζούσαν στο βόρειο ημισφαίριο θα γιόρταζαν τα Χριστούγεννα στη μέση του καλοκαιριού και την ημέρα του Αγίου Βαλεντίνου το φθινόπωρο. Και αυτό απλά δεν θα έκανε. Πράγματι, αυτή η έλλειψη ευθυγράμμισης μεταξύ του πολιτικού και του ηλιακού ημερολογίου ήταν αυτό που ώθησε τον Καίσαρα να προσθέσει το δίσεκτο αρχικά, καθώς και να εισαγάγει ένα έτος 445 ημερών το 46 π.Χ. για να διορθώσει την πολύμηνη καθυστέρηση που είχε συσσωρευτεί. Διαβάστε περισσότερα για το μεγαλύτερο έτος στην ιστορία .)

Εάν δεν κάναμε προσαρμογές για τις δίσεκτες ημέρες, τότε τα ημερολόγιά μας θα ήταν εκτός συγχρονισμού με τις εποχές μας. Μετά από 100 χρόνια το ημερολόγιο θα ήταν απενεργοποιημένο κατά περίπου 25 ημέρες

Μπορεί κάλλιστα να έχετε ακούσει για τα άλματα δευτερόλεπτα . Θα μπορούσατε κάλλιστα να ρωτήσετε γιατί δεν μπορούμε απλά να προσθέτουμε μερικά δίσεκτα δευτερόλεπτα κάθε μέρα, ώστε να έχουμε τον σωστό αριθμό επιπλέον ωρών μέχρι το τέλος κάθε έτους; Είναι ωραία ιδέα, αλλά φυσικά θα σήμαινε ότι, με την παράταση της ημέρας, τα ρολόγια μας δεν θα συγχρονίζονταν με το φως της ημέρας, κάτι που θα ήταν ακόμη χειρότερο πρόβλημα. Στα μισά του χρόνου μπορεί να καταλήξουμε να τρώμε πρωινό το σούρουπο ή να πηγαίνουμε για ύπνο με την ανατολή του ηλίου. Στην πραγματικότητα, τα δίσεκτα δευτερόλεπτα χρησιμοποιούνται για να αποφευχθεί ακριβώς αυτό το πρόβλημα – μικρές διακυμάνσεις στην περίοδο περιστροφής της Γης στον άξονά της που διαφορετικά θα έδιωχναν τον χρόνο μας εκτός δρόμου.

Φαίνεται λοιπόν ότι έχουμε κολλήσει με δίσεκτα. Αλλά φέτος, σε αυτές τις πιο ασυνήθιστες ημερομηνίες, γιατί να μην εκμεταλλευτούμε την ευκαιρία να αγκαλιάσουμε τη σπανιότητα. Θα μπορούσατε να διαβάσετε μαζί με τους Γάλλους παίρνοντας ένα αντίτυπο της λιγότερο συχνής έκδοσης εφημερίδας στον κόσμο, La Bougie du Sapeur , που δημοσιεύεται κάθε δίσεκτο από το 1980 (αυτή θα είναι η 12η έκδοση) Ή θα μπορούσατε να δοκιμάσετε τις μαγειρικές σας δεξιότητες φτιάχνοντας νουντλς γουρούνι, όπως οι άνθρωποι της Ταϊβάν, που το σερβίρουν στους ηλικιωμένους τους την πήδημα, θεωρώντας τη σπεσιαλιτέ ως προάγγελο καλής τύχης και μακροζωίας. Ή μπορείτε απλά να καθίσετε και να απολαύσετε τη βραδιά σας με ένα κοκτέιλ "Leap Year" . Ένας συνδυασμός τζιν, Grand Marnier, βερμούτ και χυμού λεμονιού, ο ασυνήθιστος συνδυασμός γεύσεων είναι το τέλειο τονωτικό για αυτήν την ασυνήθιστη μέρα. Ποιος ξέρει, θα μπορούσατε να είστε εφευρετικοί και να προσπαθήσετε να δημιουργήσετε τη δική σας μοναδική παράδοση για να αιχμαλωτίσετε το πνεύμα της πιο σπάνιας ημέρας του χρόνου.



                                 

Σχόλια

Δημοφιλείς αναρτήσεις από αυτό το ιστολόγιο

Γνωρίζατε ότι το Εθνικό Ζώo της Ελλάδας είναι το δελφίνι;

Ο Ερντογάν κάλεσε σε τζιχάντ για την Ιερουσαλήμ – Jerusalem Post: «Τώρα η Άγκυρα έδειξε το πραγματικό της πρόσωπο»