열대년

열대년 또는 태양년(또는 열대 기간)은 태양이 지구와 같은 태양계 천체의 하늘로 돌아가기 위해 걸리는 시간이며, 예를 들어 춘분점에서 춘분점 또는 하지에서 하지까지의 시간 등 계절의 완전한 주기를 완성합니다.그것은 열대 태양력에서 사용되는 종류의 해이다.태양년은 천문년과 특정 공전 주기의 한 종류이다.또 다른 유형은 항성년(또는 항성 궤도 주기)으로, 지구가 고정된 별에 대해 측정했을 때 태양 주위를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간으로, 분점의 세차 운동 때문에 열대년보다 20분 더 오래 지속됩니다.

고대부터 천문학자들은 열대년의 정의를 점차 개선해 왔다.천문 연감 온라인 용어집의 "year, tropical" 항목은 다음과 같습니다.^[1]

태양의 황도 경도가 360도 증가하는 시간태양의 황도 경도는 분분에 대해 측정되기 때문에 열대년은 계절의 완전한 순환으로 구성되며, 그 길이는 장기적으로는 민간(그레고리안) 달력에 의해 근사된다.평균 열대년은 약 365일 5시간 48분 45초입니다.

더 서술적인 정의는 다음과 같다. "열대년을 지나는 연산을 위한 자연적 근거는 세차 이동 분점(날짜의 동적 분점 또는 분점)에서 계산한 태양의 평균 경도이다.경도가 360도의 배수에 달할 때마다 평균 태양이 춘분점을 가로지르고 새로운 열대해가 시작된다."^[2]

2000년의 평균 열대년은 365.24219일이었으며, 각 일수는 86,^[3]400SI초 동안 지속되었다.이것은 365.24217일 평균 태양일입니다.^[4]이러한 이유로, 역년은 태양년의 근사치이다: 그레고리력(윤일 따라잡기 규칙 포함)은 일정 간격으로 역년과 태양년을 재동기화하도록 설계되었다.

역사

기원.

"열대"라는 단어는 "회전"^[5]을 뜻하는 그리스 트로피코스에서 유래했다.따라서 게자리와 염소자리의 열대지방은 태양이 바로 머리 위로 나타날 수 있는 극북도와 남위도를 나타내며, 연중 계절 운동에서 태양이 "회전"하는 것처럼 보인다.열대지방과 태양의 겉보기 위치에 대한 계절적 순환의 연관성 때문에, "열대"라는 단어는 "열대해"에 이름을 붙였다.초기 중국, 힌두교, 그리스, 그리고 다른 사람들은 열대 해의 대략적인 수치를 만들었다.

초기값, 세차 발견

기원전 2세기에 히파르코스는 태양이 분점에서 다시 같은 분점으로 이동하는 데 필요한 시간을 측정했다.그는 1년의 길이를 365.25일(365일, 5시간, 55분, 12초, 365.24667일)보다 1/300으로 계산했다.히파르코스는 솔시스에 ^[6]비해 분점의 시간을 더 잘 감지할 수 있었기 때문에 이 방법을 사용했다.

히파르코스는 또한 "분점의 세차 운동"이라고 불리게 된 현상인 황도(혹은 히파르코스가 지구 궤도의 평면이라고 생각했을)를 따라 태양의 움직임과 반대 방향으로 움직인다는 것을 발견했습니다.그는 그 값을 세기당 1°로 계산했는데, 이는 이슬람 천문학자들이 약 1000년이 지나서야 개선되었다.이 발견 이후 열대년과 항성년 ^[6]사이에 차이가 생겼다.

중세와 르네상스

중세와 르네상스 시대에는 태양, 달, 그리고 고정된 별에 대한 행성들의 위치를 계산할 수 있는 점점 더 나은 표들이 많이 출판되었다.이 표의 중요한 적용은 달력 개혁이었다.

1252년에 출판된 알폰신 표들은 프톨레마이오스의 이론에 기초했고, 원본 출판 후에 수정되고 갱신되었다.열대년의 길이는 365일 태양일 5시간 49분 16초( 365 365.24255일)로 주어졌다.이 길이는 1582년의 ^[7]그레고리력을 고안하는데 사용되었다.

16세기에 코페르니쿠스는 태양중심 우주론을 내세웠다.에라스무스 라인홀드는 1551년 코페르니쿠스의 이론을 이용해 프로테닉 표를 계산했고, 항성년의 길이와 추정 세차운동 속도를 바탕으로 태양일 365일, 5시간, 55분, 58초(365.24720일)의 열대년 길이를 제시했다.이것은 사실 Alfonsine Tables의 이전 값보다 정확도가 낮았다.

17세기의 주요 발전은 요하네스 케플러와 아이작 뉴턴에 의해 이루어졌다.1609년과 1619년에 케플러는 행성 ^[8]운동의 세 가지 법칙을 발표했다.1627년, 케플러는 티코 브라헤와 발테루스의 관찰 결과를 이용하여 그 당시까지 가장 정확한 표인 루돌프 표를 만들었다.그는 평균 열대년을 태양일 365일 5시간 48분 45초(365.24219일)^[7]로 평가했다.

뉴턴의 세 가지 역학 법칙과 중력 이론은 1687년 그의 Philoshié Naturalis Principia Mathematica에 발표되었습니다.뉴턴의 이론과 수학적인 발전은 1693년과^[9] 1749년에 발표된 에드먼드 핼리의 표에 영향을 미쳤고 20세기 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론까지 모든 태양계 모델의 기초를 제공했습니다.

18세기와 19세기

히파르코스와 프톨레마이오스의 시대로부터, 그 해는 관측 오류와 주기적인 변화 모두를 평균화하기 위해 몇 년 떨어진 두 개의 분점 (혹은 두 개의 용점)에 기초했습니다.이러한 효과는 뉴턴의 시대에 이르러서야 이해되기 시작했다.분점 사이의 시간의 단기 변화를 모형화하려면(그리고 그들이 장기적인 변화를 측정하려는 노력을 방해하는 것을 막는다) 정확한 관측과 태양의 겉보기 운동에 대한 정교한 이론이 필요하다.필요한 이론과 수학적 도구들은 18세기에 피에르-시몽 드 라플라스, 조셉 루이 라그랑주, 그리고 다른 천체역학 전문가들의 연구로 함께 만들어졌습니다.그들은 주기적인 변화를 계산하고 점진적인 평균 운동으로부터 분리할 수 있었다.이들은 태양의 평균 경도를 다음과 같은 다항식으로 표현할 수 있다.

L₀ = A₀ + AT₁ + AT₂² 일

여기서 T는 줄리안 세기의 시간입니다.이 공식의 도함수는 평균 각속도의 표현이며, 그 역수는 열대년의 길이를 T의 선형 함수로 나타낸다.

이 표에는 두 가지 방정식이 나와 있습니다.두 방정식 모두 열대년이 매 세기 0.5초씩 짧아진다고 추정한다.

열대년 계수

이름.	방정식	T = 0인 날짜
레버리어[10]	Y = 365.24219647 - 6.24×10−6 T	1900년 1월 0.5일 사용 후 시간
뉴컴(1898)	Y = 365.24219879 - 6.14×10−6 T	1900년 1월 0일, 표준시

뉴컴의 표는 1983년까지 ^[11]태양, 수성, 금성, 화성에 대한 미국과 영국의 천문 연감에 의해 사용될 정도로 충분히 정확했다.

20세기와 21세기

평균 열대년의 길이는 태양계 모형에서 도출된 것이므로, 태양계 모형을 개선하는 어떠한 진보도 평균 열대년의 정확도를 향상시킬 수 있습니다.다음을 포함한 많은 새로운 관측 기구들이 사용 가능하게 되었습니다.

• 인공 위성
• 1959년부터^[12] 시작된 파이오니어 4호와 같은 심우주 탐사선의 추적
• 1961년부터^[13] 다른 행성까지의 거리를 측정할 수 있는 레이더
• 1969년 아폴로 11호가 무반사기 측정보다 더 정확한 역반사기를 남긴 이후 달의 레이저 범위
• LAGEOS(1976년)와 위성위치확인시스템(1993년 최초 운용)과 같은 인공위성
• 매우 긴 기준선 간섭계는 먼 은하에서 퀘이사에 대한 정확한 방향을 찾고, 이 거리가 너무 커서 최소한의 공간 ^[14]운동을 보이는 것으로 간주할 수 있는 이러한 물체에 대한 지구의 방향을 결정할 수 있게 해준다.

태양계에 사용되는 모델의 복잡성은 이용 가능한 계산 설비로 제한되어야 한다.1920년대에 펀치 카드 장비는 영국에서 L. J. Comrie에 의해 사용되기 시작했다.American Ephemeris는 1948년부터 IBM Selective Sequence Electronic Calculator가 사용되었습니다.현대 컴퓨터가 보급되었을 때, 일반 이론이 아닌 수치 적분을 사용하여 사용 후기를 계산할 수 있었다. 수치 적분은 1984년 미국과 영국의 공동 ^[15]연감에 사용되었다.

알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 더 정확한 이론을 제공했지만, 이론과 관측의 정확성은 1984년까지 수성 근일점의 진보를 제외하고 이 이론에 의해 제공된 정교함을 필요로 하지 않았다.시간 척도는 1970년대부터 ^[16]일반상대성이론을 통합했다.

장기간에 걸친 열대년을 이해하는 데 있어 중요한 발전은 지구의 자전 속도, 즉 평균 태양일의 길이가 일정하지 않다는 것을 발견하는 것이다.1864년 윌리엄 페렐과 1865년 샤를 유겐 들뢰니는 지구의 자전은 조수에 의해 지연되고 있다고 예측했다.이것은 매우 정확한 Shortt-Synchronome 시계로 1920년대에 관측했을 때 그리고 석영 시계가 시계추 시계를 시간 표준으로 ^[17]대체하기 시작한 1930년대에야 입증될 수 있었다.

시간 척도 및 달력

겉보기 태양 시간은 해시계로 표시된 시간으로, 지구의 자전뿐만 아니라 지구의 자전으로 인한 태양의 겉보기 운동에 의해 결정됩니다.평균 태양 시간은 지구가 궤도를 돌면서 태양의 겉보기 속도의 주기적인 변화를 보정합니다.이러한 시간 척도가 가장 중요한 것은 세계시인데, 이는 경도 0도의 평균 태양시이다(IERS 기준 자오선).상용 시간은 UT(실제 UTC)를 기준으로 하며, 상용 달력은 태양일을 의미합니다.

그러나 지구의 자전은 불규칙하고 보다 안정적인 시간 지표, 즉 행성의 움직임과 원자 시계와 관련하여 느려지고 있다.

Ephemeris 시간(ET)은 태양계의 운동 방정식, 특히 뉴콤의 연구에서 나온 방정식의 독립 변수이며, 이 ET는 1960년부터 ^[18]1984년까지 사용되었다.이 덧없는 것들은 수 세기 동안 태양 시간에 관측된 것에 기초했고, 그 결과 그 기간 동안의 평균 태양 초를 나타냅니다.원자 시간으로 정의되는 SI 초는 뉴콤의 연구에 기초한 후천성 초와 일치하도록 의도되었고, 이는 다시 19세기 ^[19]중반의 평균 태양 초와 일치하도록 한다.원자 시계로 계수된 ET에는 지구시(TT)라는 새로운 이름이 붙었고, 대부분의 목적을 위해 ET = TT = 국제원자시 + 32.184 SI 초가 지정되었다.관측 시대 이후, 지구의 자전은 느려졌고 평균 태양 초는 SI 초보다 다소 길어졌다.그 결과, TT 와 UT1 의 타임 스케일에 의해서, UT1 보다 TT 가 앞서는 것을 δT, 즉 델타 ^[20]T 라고 부릅니다.2022년 ^[update]7월 5일 현재 TT는 UT1보다 69.^[21][22][23]28초 앞서 있습니다.

그 결과 UT의 태양일로 계산되는 지구의 계절에 이은 열대년은 TT의 에페메라이드에서의 분점 표현과 점점 더 일치하지 않는다.

아래에 설명된 바와 같이, 그레고리력으로 귀결된 율리우스력의 개혁과 관련하여 열대년의 길이에 대한 장기 추정치가 사용되었다.그 개혁의 참가자들은 지구의 불균일한 자전에 대해 알지 못했지만, 이제는 어느 정도 고려될 수 있다.아래 표는 ^[24]그레고리력 개발 과정에서 중요한 날짜의 δT에 대한 모리슨과 스티븐슨의 추정치와 표준 오차())를 나타낸다.

이벤트	연도	가장 가까운 S&M 연도	δT	σ
율리우스력이 시작되다	−44	0	2시간 56m20s	4m20s
제1차 니케아 공의회	325	300	2시간 8m	2m
그레고리력이 시작되다	1582	1600	2m	20대
저순도 외삽법	4000		4시간 13m
저순도 외삽법	10,000		2d11h

저정밀 외삽법은 Morrison과 ^[24]Stephenson이 제공한 식에 따라 계산된다.

δT(초) = -20² + 32t

여기서 t는 1820년부터의 줄리안 세기로 측정된다.보코우스키는 ^[25]"많은 연구자들이 지구 자전의 감속 크기를 결정하기 위해 측정된 δT 값에 포물선을 맞추려고 시도했다"고 경고했다.결과를 종합해 보면 다소 ^[25]실망스럽다고 말했다.

열대년 길이

열대년의 정의 중 하나는 태양이 선택한 황도 경도에서 시작하여 계절의 완전한 주기를 만들고 동일한 황도 경도로 돌아오는 데 필요한 시간입니다.

분점 사이의 평균 시간 간격

♈♎
추분점 기호
유니코드	U+2648 ♈ 양자리 U+264E ♎ 천칭자리

예를 들기 전에, 분점을 조사해야 합니다.태양계 계산에는 두 개의 중요한 평면이 있습니다: 황도면과 천체 적도면입니다.이 두 평면은 일직선으로 교차한다.한 방향은 소위 춘분점, 북쪽 또는 3월 분점을 가리키는데, 이 분점은 기호가 ♈162(양자리 방향으로 되어 있었기 때문에 기호는 숫양의 뿔처럼 보인다)이다.반대 방향에는 기호 ♎가 붙습니다(이전에는 천칭자리였기 때문입니다).이 방향은 먼 별과 은하들의 방향과 비교하여 분점과 자성으로 인해 변합니다. 이 방향은 매우 먼 거리로 인해 측정 가능한 움직임이 없습니다(국제 천구 기준 프레임 참조).

태양의 황도 경도는 황도를 따라 동쪽으로 측정된 ♈180과 태양 사이의 각도입니다.태양이 이동함에 따라 각도가 측정되는 방향도 이동하기 때문에 절대 측정값이 아닌 상대 측정값이 생성됩니다.♈2000년 1월 1일 정오에 ♈180의 방향이 이 역할을 채우고 ♈₀180이라는 기호가 붙기 때문에 먼 별에 대한 방향은 고정적으로 측정하기에 편리하다.

2009년 3월 20일 11:44:43.6 TT에 분점이 있었다.2010년 3월 분분은 3월 20일 17:33:18.1TT로, 365일 5시간 48분 34.^[26]5초의 간격과 열대년 지속 시간을 제공한다.태양이 움직이는 동안 ♈태양은 반대 방향으로 움직입니다.2010년 3월 분점에서 태양과 ♈1902가 만났을 때, 태양은 동쪽으로 359°59'09" 이동한 반면, ♈1902는 서쪽으로 51" 이동했으며, 총 360°(모두 ♈₀^[27]1903°) 이동했습니다.이것이 열대년이 20분인 이유입니다.항성년보다 짧다.

몇 년 연속된 열대년 측정치를 비교할 때, 달과 지구에 작용하는 행성들의 섭동, 그리고 자외선에 의한 변화가 발견됩니다.Meeus와 Savoie는 3월(북쪽) 분점 ^[7]사이의 간격의 예를 다음과 같이 제시했다.

	날들	몇시간.	분	s
1985–1986	365	5	48	58
1986–1987	365	5	49	15
1987–1988	365	5	46	38
1988–1989	365	5	49	42
1989–1990	365	5	51	06

19세기 초까지, 열대년의 길이는 여러 해로 구분된 분점 날짜를 비교함으로써 밝혀졌습니다; 이 접근법은 ^[10]평균 열대년을 산출했습니다.

다양한 열대년 정의

태양에 대해 다른 시작 경도를 0°(예: ♈180)보다 높게 선택하면 태양이 동일한 경도로 되돌아가는 기간이 달라집니다.이것은 지구의 속도(그리고 태양의 겉보기 속도)가 타원 궤도에서 변화하는 환경의 2차 효과입니다. 즉, 근일점에서는 더 빠르고 원일점에서는 더 느립니다.분점은 근일점에 대해 이동한다(및 둘 다 고정된 항성 프레임에 대해 이동한다).하나의 분점 통과에서 다음 분점 통과로, 또는 한 지지의 통과에서 다음 분점 통과로, 태양은 완전한 타원 궤도를 완성하지 못합니다.절약되는 시간은 궤도의 어디에서 시작하느냐에 따라 달라집니다.시작점이 근일점(예: 하지)에 가까우면 평균보다 속도가 빨라지고, 겉보기 태양은 완전한 원을 덮지 않아도 되기 때문에 시간을 절약하지 못합니다. "열대년"은 비교적 깁니다.시작점이 원일점에 가까울 경우 속도가 느려지고 분점과 같은 작은 호를 달리지 않아도 되기 때문에 절약되는 시간이 길어집니다. 즉, 열대년이 비교적 짧습니다.

"평균 열대년"은 평균 태양을 기준으로 하며, 분점에서 다음 해 또는 동지에서 다음 해로 가는 데 걸리는 시간과 정확히 동일하지 않습니다.

미우스와 사보이에가 0년과 ^[10]2000년에 제공한 분점과 용액의 시간 간격 값은 다음과 같다.이것은 잘 알려진 절차(케플러 방정식 풀기 포함)를 사용하여 지구의 궤도가 타원형임을 고려한 평활값입니다.그들은 궤도를 도는 달의 중력이나 다른 행성으로부터의 중력 같은 요소들에 의한 주기적인 변화를 고려하지 않는다.이러한 섭동은 궤도가 ^[28]원형이라기 보다는 타원형이어서 발생하는 위치 차이에 비하면 미미하다.

	0년차	2000년
두 개의 북분점 사이	365.242137일	365.242374일
두 북부 솔리스 사이	365.241726	365.241626
두 개의 남분점	365.242496	365.242018
두 개의 남부 솔리스 사이	365.242883	365.242740
평균 열대년 (라스카르의 표정)	365.242310	365.242189

평균 열대년 현재 값

2000년 1월 1일의 평균 열대년은 365.2421897, 즉 365일, 5시간 48분 45.19초였다.이것은 천천히 변화한다; 기원전 8000년에서 서기 12000년 사이의 열대 연도의 길이를 계산하는데 적합한 표현은

${\displaystyle 365.2421896698-6.15359\times 10^{-6}T-7.29\times 10^{-10}T^{2}+2.64\times 10^{-10}T^{3}}$

여기서 T는 2000년 1월 ^[29]1일 정오부터 측정된 86,400 SI 초의 36,525일 동안의 율리우스 세기입니다.

현대 천문학자들은 열대년을 태양의 평균 경도가 360° 증가하는 시간으로 정의한다.열대년의 길이에 대한 표현식을 찾는 과정은 위에 주어진 뉴콤의 표현이나 라스카의 ^[30]표현과 같이 먼저 태양의 평균 경도에 대한 표현식을 찾는 것이다.1년에 걸쳐 보았을 때, 평균 경도는 지구 시간과 거의 선형 함수이다.열대년의 길이를 구하기 위해 평균 경도를 미분하여 지구의 시간으로 태양의 각속도를 구하며, 이 각속도는 태양이 360°^[10][31] 움직이는 데 걸리는 시간을 계산하는 데 사용됩니다.

위의 공식은 태양일이 아닌 단명일(86,400SI 초와 동일)로 열대년의 길이를 나타냅니다.달력을 계절과 동기화시키는 데 중요한 것은 열대 해의 태양 일수입니다(아래 참조).

역년

그레고리력은 민간과 과학의 목적으로 사용되며 국제 표준이다.이것은 평균 열대 ^[32]해와 동기화되도록 고안된 태양력이다.이것은 400년의 주기를 가지고 있다.각 주기는 월, 날짜 및 평일을 반복합니다.평균 연장은 146,097/400 =입니다.365+97°400 = 365.2425일로,^[33] 평균 열대 해인 365.2422일에 가깝다.

그레고리력은 율리우스력의 개정판이다.1582년 개혁이 이루어졌을 때, 춘분일은 325년 제1차 니케아 평의회 당시 3월 21일에서 3월 11일로 약 10일 이동했다.북에 따르면, 개혁의 진정한 동기는 주로 농업 순환을 계절 순환으로 되돌리는 것이 아니라 기독교인들의 주된 관심사는 부활절의 올바른 준수였다.부활절 날짜를 계산하기 위해 사용된 규칙들은 전통적인 춘분 날짜(3월 21일)를 사용했고, 3월 21일을 ^[34]실제 춘분과 가깝게 유지하는 것이 중요하다고 여겨졌다.

미래 사회가 여전히 민간 달력과 계절의 동기에 중점을 둔다면, 결국 달력의 또 다른 개혁이 필요할 것이다.블랙번과 홀포드-스트레븐스에 따르면, 만약 열대년이 365.24219878125일로 1900일을 유지한다면, 그레고리력은 10,000년 후 태양보다 3일 17분 33초 뒤처질 것이다.이 오류를 악화시켜 열대년 길이(지상시간으로 측정)가 세기당 약 0.53초의 속도로 감소하고 있다.또한, 평균 태양일은 세기당 약 1.5밀리초의 속도로 길어지고 있다.이러한 영향으로 3200에서는 달력이 거의 하루 늦어집니다."열대 천년"의 태양 일수는 천년당 약 0.06일 감소한다(열대의 ^[35]실제 길이에서의 진동 변화를 무시함).이는 시간이 지남에 따라 윤일이 점점 줄어들게 된다는 것을 의미합니다.가능한 개혁은 3200년에 윤일을 생략하고 3600년과 4000년을 윤년으로 유지한 후 4500년, 5000년, 5500년, 6000년을 제외한 모든 100년을 공통화하는 것이다.그러나 δT의 양은 보다 정확한 ^[36]제안을 형성하기에 충분히 예측 가능하지 않다.

「 」를 참조해 주세요.

• 이상년
• 그레고리력
• 항성 및 열대 점성술

메모들

레퍼런스

추가 정보

• Dershowitz, N.; Reingold, E.M. (2008). Calendrical calculations (3rd ed.). Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-70238-6.
• Meeus, Jean (August 10, 2009) [1998]. Astronomical Algorithms (2nd, with corrections as of August 10, 2009 ed.). Richmond, VA: Willmann-Bell. ISBN 978-0-943396-61-3.
• Meeus, Jean (2002). More astronomical astronomy morsels. Richmond, VA: Willmann-Bell. ISBN 0-943396-74-3. Meeus & Savoie 1992에 대한 업데이트가 포함되어 있습니다.
• 사이먼, J.L.;Bretagnon, P.;Chapront, J.;Chapront-Touze, M.;Francou, G;Laskar, J.(1994년 2월)."세차 운동 처방을 위한 수치 해석적 표현과 달을 의미하는 요소와 행성".천문학과 천체 물리학.282:663–683.Bibcode:1994년A&A...282..663S.ISSN 0004-6361.2011년의 천문 책력에와 표현은 태양년의 길이를 얻기 위해 쓰이고 있Referenced.

외부 링크

• Wikimedia Commons 열대년 관련 미디어