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日历换了一页,天文学家的时间编号怎么走?

拖着钟表走过一天,看看日历和连续日编号怎样描述同一个瞬间。

时间与历法

你想算两次观测隔了多久,用日历得数月份、数天数。天文学常把日期展开成连续的日数:给时间一个编号,两个编号相减就得到间隔。先用一个简单的日子,看看这个编号如何一点点前进。

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先猜一下

日历在午夜换日期,那么 JD 的整数也一定在午夜更替吗?

查看答案与解释

不一定,JD 在正午更替整数 — JD 的计日整数边界在正午,因此午夜通常带 .5 小数。它仍然连续计时。

再把体验和科学连起来

把日期放到时间轴上

先固定为公历 2000 年 1 月 1 日,拖动时刻,观察日期内的时间如何变成小数。

日内小数 = UT 小时 ÷ 24

找到午夜的编号

这一天 0 时的 JD 是 2451544.5。整数交界落在正午,所以午夜的小数不是零。

JD₀ = 2451544.5

把一天的小数加进去

12 小时是半天。加上 0.5,正好到 2451545.0。

JD = JD₀ + UT 小时 / 24

两个编号相减就是间隔

把滑块拨到 24 时,就是次日午夜。一天恰好增加 1,无需再计算月份长度。

Δt(天)= JD₂ − JD₁

把计算链展开

JD = JD₀ + UT小时/24 Δt日 = JD₂ − JD₁ Δt秒 = 86400 × Δt日

JD₀是该日0时的儒略日。本课固定日历日期;完整历法转换见同章课程。JD的整数交界在正午。

试一试

依次点午夜、正午和次日午夜。注意:日历翻页和 JD 跨过整数,发生在不同的时刻。

动手看一遍 →

符号不用背

JD
连续计数的儒略日,单位:天
UT
世界时;本课用 UT1 理解地球转动的时刻

算法、精度与适用范围

本课固定公历日期,不涉及历法切换。计算库支持指定公历或儒略历;历史日期不能根据今天的行政区直接猜测历法。J2000.0 的定义是 TT 2000-01-01 12:00;这里演示的是 UT 日期对应的 JD,不能把二者视为同一物理时刻。书中式 (7.1),印刷页 61–62。 情景说明:固定公历 2000-01-01 的 UT1 示例,24 时显示次日 00:00;不是当地时区换算。J2000.0 定义用 TT,不能因为 JD 数字同为2451545.0,就把本课 UT1 正午当成同一物理瞬间。

我的理解检查

这一天从午夜走到正午,JD 增加多少?

0.5 — 12 小时等于半天,所以连续日数增加 0.5。

从当天午夜拖到次日午夜,日历与 JD 怎样变化?

日历换一天、JD 加 1 — 两者表示同一段 24 小时,只是表示方法不同。

两次观测的 JD 相差 0.25,隔了多久?

6 小时 — 0.25 天是一天的四分之一,24 × 0.25 = 6 小时。

日历给时间分年、月、日,JD 把它写成连续日数。两种写法描述同一个瞬间,但整数边界不在同一钟点。

Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 第 7 章

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