Thang thời gian nguyên tử và giây nhuận:


      Đơn vị giây của thang thời gian nguyên tử được xác định bằng số đếm chu kỳ bức xạ tương ứng với sự chuyển tiếp đặc trưng giữa các mức của nguyên tử cesium 133 (Cs-133), định nghĩa này không liên quan tới bất kỳ hiện tượng thiên văn nào.

UTC và giây nhuận:

      Với sự ra đời của đồng hồ nguyên tử có độ chính xác cao các nhà khoa học thấy rõ nhược điểm của việc đo thời gian dựa trên chuyển động của trái đất vốn luôn bị dao động. Năm 1967 giây được định nghĩa lại nhưng sự phối hợp giữa UT ( dựa trên chuyển động của trái đất) và định nghĩa mới vẫn tỏ ra không thoả đáng. DO vậy vào tháng 1 năm 1972 người ta đưa ra giờ quốc tế phối hợp ( Universal Time Coordinated-UTC) làm cơ sở cho hệ thống thời gian dân sự trên toàn thế giới. UTC được đo bằng các đồng hồ nguyên tử nhưng khi nào sự chênh lệch giữa thời gian nguyên tử và thời gian dựa trên sự quay của trái đất vượt quá 0.9 giây thì người ta thực hiện sự điều chỉnh 1 giây đó ở UTC, gọi là giây nhuận. điều này xảy ra trung bình mỗi năm 1 lần.

  Ngày Julius:

      Ngày Julius đ­ược đánh dấu bằng số ngày và phần thập phân của ngày đếm liên tục từ 12 g quốc tế ngày 1 tháng 1 năm 4713 trước Công nguyên ( theo ngôn ngữ thiên văn 1.5 tháng 1 năm -4712). Ngày julius kí hiệu là JD (Julian Day), đôi khi để ám chỉ thang thời gian lịch ng­ười ta còn sử dụng kí hiệu là JDE (Julian Ephemeris Day). Trong các phép tính thiên văn hay lịch pháp ng­ười ta sử dụng đơn vị gian nữa là thế kỷ Julius (100 năm Julius) bằng 36525 ngày.

      Ngày Julius giúp chúng ta tính nhanh đ­ược số ngày trôi qua giữa hai thời điểm nào đó và có vai trò đặc biệt trong tính toán lịch, việc chuyển đổi giữa các loại lịch ( nh­ư từ lịch Dương sang lịch Âm d­ương hoặc ngư­ợc lại) thực hiện qua tham số trung gian là Ngày Julius sẽ đơn giản hơn dễ dàng hơn là chuyển đổi trực tiếp.

      Thí dụ: JD t­ương ứng với ngày 30 tháng 4 năm 1975 là 2442533 và JD tương ứng với ngày 2 tháng 9 năm 1945 là 2431701, như vậy cuộc kháng chiến dành độc lập và thống nhất của nhân dân Việt nam kéo dài

2442533 ngày-2431701 ngày = 10832 ngày!

      Mốc 4712 tr­ước c.n xuất phát từ chu kỳ Julius (7980 năm Julius) do học gỉa ngư­ời pháp tên là Joseph Scaliger đặt ra vào năm 1582 sau c.n, chu kỳ Julius là bội số chung nhỏ nhất của 3 số là 28, 19, 15 (7980 năm =28x15x19 năm). 28 năm đư­ợc gọi là chu kỳ Mặt trời ( sau 28 năm ngày và thứ trong tuần ở lịch Julius trở lại giá trị ban đầu), 19 năm là độ dài chu kỳ Meton ( sau mỗi chu kỳ meton Mặt trăng có pha giống nhau vào xấp xỉ cùng một ngày) và 15 năm là chu kỳ thuế của Lamã. Mỗi năm được Joseph Scaliger ký hiệu bằng ba số tương ứng với ba chu kỳ trên là S (chạy từ 1 đến 28), G (từ 1 đến 19) và I (từ 1 đén 15). Ngày sinh của chúa Giê Su (do Dionysius exiguus xác định) t­ương ứng với (9,1,3) do đó Joseph Scaliger chọn năm bắt đầu là (1,1,1) và năm này chính là mốc 4713 tr­ước c.n.

* Tuần lễ :

      Nguốn gốc 7 ngày của tuần một mặt quan hệ tới bốn chu kỳ xấp xỉ 7 ngày của pha Mặt trăng (Sóc- Thư­ợng Huyền - Vọng- Hạ huyền), mặt khác đây là con số được người Babylon tin một cách thần bí, có thể do t­ương ứng với 7 hành tinh. Ng­ười Do Thái là những người đầu tiên sử dụng 7 ngày trong một tuần mặc dù có khả năng họ tiếp thu khái niệm này từ các nhà chiêm tinh Chaldea ( vùng đất hiện nay là phía Đông Nam irắc). Theo kinh cựu ước thì chúa tạo ra thế giới trong 6 ngày và nghỉ vào ngày thứ 7. ở Phư­ơng Tây tuần lễ bắt đầu đư­ợc sử dụng từ thế kỷ thứ 3 sau c.n và trong nhiều ngôn ngữ thì tên ngày trong tuần liên quan đến 7 thiên thể được người cổ đại biết đến là Mặt trời, Mặt trăng, Hỏa tinh, Thủy tinh, Mộc tinh, Kim tinh và thổ tinh (Tư­ơng ứng với các ngày từ chủ nhật đến thứ bẩy). Tuy nhiên ở một số ngữ khác như­ ả rập, Bồ Đào Nha, hay Do Thái thì các ngày trong tuần đ­ược gọi tên theo số thứ tự.

      Trong lịch sử đã có các tuần không phải bẩy ngày như tuần 4 ngày ở Congo, tuần 5 ngày ở châu Phi và n­ước Nga năm 1929, tuần 8 ngày ở Cộng hòa La Mã… ở một số nơi như­ Hy Lạp, Ai Cập vào thời cổ đại tháng đ­ợc chia làm 3 phần. Tại Trung Quốc ít nhất từ thời Đế Nghiêu cách đây 4200 năm ng­ời ta đã dùng đơn vị tuần và mỗi tuần gồm 10 ngày là th­ợng tuần, trung tuần, hạ tuần (Hạ tuần có thể có 9 hoặc 10 ngày tùy theo tháng thiếu hay đủ). Tuần còn được sử dụng như số đếm 10, thí dụ dùng bát tuần để nói về tuổi có nghĩa là 80 tuổi. Trong tiếng Việt 10 ngày đầu tháng người ta thêm từ “Mồng”, như­ Mồng một, Mồng hai…

      Ngư­ời Chaldea là những người đầu tiên đặt tên cho các ngày trong tuần theo thứ tự lập lại, vào năm 321 sau c.n Hoàng đế Constantine đã để tuần lễ 7 ngày vào lịch La Mã và truyền bá điều này trong thế giới Cơ đốc.

      Theo Pgs.Lê Thành Lân [6] thì phư­ơng Đông 7 ngày trong tuần trùng với thứ tự của thất tinh trong Nhị thập bát tú là Nhật, Nguyệt, Hỏa, Thủy, Mộc, Kim, và Thổ, đây là điểm giống nhau giữa Phư­ơng Đông và ph­ương Tây. Trung quốc dùng chữ tinh kỳ ghép với các số 1,2,3, 4, 5, 6 để chỉ từ thứ hai đến thứ bẩy., chủ nhật gọi là “tinh kỳ nhật”

* Tháng:

      Tuy trong công lịch (lịch Gregorius) sử dụng trên thế giới hiện nay tháng không còn liên hệ với một hiện tượng thiên văn cụ thể nào nh­ng ở nhiều lịch khác khái niệm này vẫn gắn bó chặt chẽ vơí tuần trăng. Tùy theo việc chọn thiên thể tham chiếu là Mặt trời hay một ngôi sao mà ta có tháng giao hội hoặc tháng sao. Nếu chọn tham chiếu là một điểm trên Bạch đạo (Cận điểm hay tiết điểm ) thì tư­ơng ứng sẽ là Tháng cận điểm hay tháng tiết điểm. Theo đó, tháng giao hội là khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp Mặt trăng quay trở lại vị trí Sóc (không trăng) và các tháng Sao, cận điểm hay tiết điểm cũng được định nghĩa tương tự, trong đó thay vì điểm Sóc là một ngôi sao, Cận điểm hay tiết điểm.

      Độ dài tháng giao hội không phải là một hằng số, thay đổi từ khoảng 29.27 đến 29.54 ngày, giá trị trung bình là 29.530589 ngày. Giữa độ dài thực tế và độ dài trung bình có thể lệch nhau tới 14 giờ. Giá trị xấp xỉ của tháng giao hội được sử dụng trong tất cả các lịch Âm và lịch âm dương, trừ lịch Trung Quốc (và lịch Việt Nam), hai lịch này đòi hỏi phải tính chính xác các thời điểm Sóc. Độ dài trung bình của tháng sao là 27.32166 ngày và của tháng cận điểm là 27.55455 ngày, giá trị xấp xỉ của tháng cận điểm được dùng để tính vị trí của mặt trăng trong lịch âm dương Hindu hiện đại.

* Năm:

      Lịch chỉ có thể phản ánh được thời tiễt cũng như các mùa nếu độ dài năm lịch phù hợp với thời gian của một vòng mặt trời chuyển động trên Hoàng đạo. Một ngày mặt trời dịch chuyển khoảng gần 1 độ trên Hoàng đạo nên sau hơn 360 ngày sẽ hoàn thành một vòng 360 độ, thời gian mà mặt trời quay trở lại vị trí nhất định (chẳng hạn chùm sao Song ngư) thường được xem là một năm. Tuy nhiên, khoảng thời gian trái đất quay trở lại một điểm cố định trên quỹ đạo ( tương ứng với một vòng chuyển động biểu kiến của mặt trời trên Hoàng đạo) không bằng nhau mà tuỳ thuộc vào điểm xuất phát trên quỹ đạo được chọn là điểm nào. Sở dĩ có sự chênh lệch này là do chuyển động của trái đất không đều vì bị các lực hấp dẫn từ mặt trời và các hành tinh khác làm nhiễu loạn, mặt khác tốc độ của trái đất trên quỹ đạo elip thay đổi lúc nhanh lúc chậm và vị trí điểm Xuân phân lại bị dịch chuyển do tuế sai.

      (Hướng trục quay của trái đất không cố định trong không gian mà thực hiện một di chuyển chậm gọi là tuế sai, do tuế sai nên trục trái đất quay chậm xung quanh Cực Hoàng đạo với chu kỳ khoảng 26000 năm (hiện nay trục trái đất hướng về sao bắc cực nhưng 13000 năm sau sẽ chỉ hướng về sao Vega).
 
      Kết quả là giao điểm của xích đạo trời với Hoàng đạo, tức điểm Xuân phân dịch chuỷen khoảng 50’’ mỗi năm về hướng Tây dọc theo Hoàng đạo. Tuế sai xẩy ra do lực hấp dẫn của mặt trời và mặt trăng tác dụng lên phần lồi ra ở xích đạo trái đất.)

      Để chỉ khoảng thời gian mặt trời di chuyển một vòng trên Hoàng đạo các tài liệu sử dụng nhiều tên khác nhau như năm thời tiết, tuế chu, năm mặt trời, năm xuân phân .. Các thuật ngữ này đều ám chỉ cung tới một đại lượng bằng khoảng 365.2422 ngày SI (Hệ thống đơn vị quốc tế). Đại lượng này xấp xỉ bằng giá trị trung bình của độ dài các năm được tính từ tất cả các điểm trong quỹ đạo. đây chính là năm xuân phân trung bình do các nhà thiên văn định nghĩa và trong sách này được gọi chung là năm xuân phân, cách gọi này phù hợp với thông lệ chung mặc dù đúng ra năm xuân phân được xác định từ một điểm cụ thể trên quỹ đạo là điểm xuân phân và có độ lớn sai lệch so với độ dài trung bình trên.

      Cũng tương tự như đối với tháng, ngoài năm xuân phân còn có năm sao, năm cận điểm và năm tiết điểm. Một khái niệm nữa được dùng trong lịch pháp và thiên văn là năm Julius có độ dài bằng 365.25 ngày.

      Nhà thờ Cơ đốc giáo duy trì năm lịch sao cho khớp với năm xuân phân để ngày xuân phân rơi vào ngày 21tháng 3 hoặc gần ngày đó, nguyên do là ngày lễ phục sinh, một lễ quan trọng của Cơ đốc giáo được tính vào ngày chủ nhật trùng hoặc sau ngày trăng tròn đầu liên tiếp theo ngày xuân phân.

      Độ dài năm xuân phân thay đổi theo thời gian, vào năm 1900 là 365.242196 ngày, hiện gần bằng 365.242190 ngày và đến năm 2100 sẽ xấp xỉ 365.242184 ngày (giảm khoảng 1.3x10-5 ngày trong một Thế kỷ ). Độ dài trung bình của năm sao là 365.256363 ngày dài hơn năm xuân phân khoảng 20 phút, độ dài năm cận điểm là 365.259636 ngày. lịch cách mạng Pháp sử dụng giá trị trung bình của năm xuân phân còn lịch Hindu hiện đại dùng giá trị xấp xí của cả năm xuân phân và năm sao.