Hvor lang tid er et døgn helt præcist?

Hej Spørg om Fysik
Varer et døgn præcis 24 timer, 0 minutter, 0 sekunder ? For så vidt jeg ved tager det jorden mere end 365 dage, 0 timer, 0 minutter at nå en tur rundt om solen.

Med venlig hilsen
T R

Du har ret, året er ikke præcis 365 døgn. Døgnet er i forhistorisk tid bestemt, som længden imellem middag, hvor Solen står højst, den ene dag og den næste dags middag. Derfor er der ikke uden videre en sammenhæng med årets længde.

Tidsenheden et døgn kommer direkte fra Jordens rotation om sin akse. Omløbet er ikke perfekt ensartet, vi påvirkes af såvel Solen, Månen som de øvrige planeter. Man danner derfor en middelværdi, og kalder det et middelsoldøgn.

Et år, det vil sige perioden fra jorden er på et sted i sin bane i forhold til solen, til den er samme sted igen.  Det kaldes et tropisk år og det tager 365,24219878 døgn. Regner vi i stedet for med omløbstiden i Jordens bane i forhold til stjernerne, tager det ca. 4 min. mindre. Vi får altså, at 1 sekund = 1,00278 siderisk sekund.

Atomur til beregning af tid 

Før i tiden beregnede man længden af en time, minut, sekund og et døgn ved omhyggelige astronomiske observationer. I dag har man besluttet i stedet at bruge tiden målt på et atomur som enheden, idet den så er tilpasset til middel tiden bestemt ved de astronomiske observationer. Sekundet er defineret som tiden det tager for 9 192 631 770 svingninger af den elektromagnetiske stråling, der svarer til overgangen mellem de to hyperfinstruktur-niveauer af grundtilstanden af et Cæsium-133-atom. Det er sådanne atomure, der sidder i GPS satellitter: Spørgsmål om GPS i satellitter >>

Når vi har et sekund kan man så gange med 60 og få et minut, gange med 60 og få en time, gange med 24 og få et døgn, sådan bestemmes døgnets længde (middelsoldøgn).

Jordens omløbstid om solen har altså ikke noget med døgnets længde at gøre, som du også skriver, går det ikke op. Det retter man altså ikke på længden af døgnet, men i stedet tilpasser man året.

Den Julianske kalender

Den blev indført af Gaius Julius Cæsar (Romer, 100 f.Kr. - 44 f.Kr.) år 46 fKr. Den har en skuddag hver 4 år (årstal delelige med 4). Der var allerede rod i kalenderen på det tidspunkt, det rettede man så op, idet dette år blev på i alt 445 dage. Det er praktisk, at så- og høstperioder m.m., er på bestemte tidspunkter på året i samfund, der i høj grad hviler på landbrugsproduktion. Det Julianske år bliver altså på 365,25 døgn, men det er 11 min og 14 sek. for langt.

Den Gregorianske kalender 

I 1582 indførte pave Pave Gregor 13. (I, 1502 -1585; født Ugo Boncompagni) den Gregorianske kalender, for at mindske denne fejl. På det tidspunkt var kalenderen ca. 10 døgn forkert i forhold til Solens omløb. Den gregorianske kalender har, ligesom den julianske kalender, skudår hvert fjerde år (årstal delelige med 4), men til gengæld er år delelige med 100 ikke skudår. Dog er der en meget sjældent brugt regel, der siger, at disse hele hundrede år alligevel er skudår, hvis de er delelige med 400. Denne sidste regel kom i anvendelse i år 2000, som var skudår.

Denne metode giver en årslængde på 365,2425 dage. Det giver en fejl på 1 dag på hver ca. 3 300 år, så lad kommende generationer klare det problem.

Den Gregorianske kalender i Danmark og Rusland

I Danmark indførtes den Gregorianske kalender d. 1 marts år 1700 (under Frederik d. 4), efter at Ole Christensen Rømer (dk, 1644 - 1710) havde lavet forarbejdet. Man stoppede med at bruge den Julianske kalender d. 18  februar år 1700, og gik så videre direkte til 1 marts.

Det var en del vrede over, at staten stjal 11 dage af folks liv. Mange lande i Europa gik endnu senere over til den nye kalender, fordi man efter reformationen ikke ville vise, at man fulgte noget paven i Rom havde besluttet. 

I Rusland, det daværende Sovjetunionen, gik man over fra den julianske kalender til den gregorianske kalender den 14. februar 1918 (altså efter revolutionen). Den russisk-ortodokse kirke  benytter stadig den gamle julianske kalender, og derved fejres julen i Rusland senere end i Vesteuropa; omtrent omkring det tidspunkt, hvor vi fejrer helligtrekonger. Desuden fejredes oktoberrevolutionen efter den gregorianske kalender i november, selv om revolutionen faktisk skete i oktober efter den julianske kalender.

Går vi meget langt tilbage i jordens historie, milliarder af år, havde jorden en kortere rotationstid. Rotationen bremses også i dag af tidevand fra Månen, tidevand fra Solen, samt mindre påvirkninger fra de øvrige planeter, så døgnet bliver ganske langsomt længere.

Med venlig hilsen
Malte Olsen