Високосні роки
Земля, як небесне тіло, має два основних компоненти руху. По-перше, вона обертається навколо своєї вісі; один повний оберт триває одну добу. По-друге, вона обертається навколо Сонця; повний оберт навколо Сонця триває один рік.
У одному звичайному календарному році 365 днів, але виявляється, що у справжньому році (тобто, часі повного обертання Землі навколо Сонця, який також називають тропічним роком) трохи більше за 365 днів. Іншими словами, за час повного оберту Землі орбітою навколо Сонця, вона встигає здійснити 365,24219 обертів навколо власної вісі. І у цьому немає нічого дивного: не існує ніякої причини, яка б у будь-який спосіб синхронізувала обертальний рух Землі навколо Сонця з обертанням Землі навколо власної вісі. Така відмінність у обертанні робить створення календаря досить складною справою...
Що ж станеться, якщо ми просто не звертатимемо уваги на ці додаткові 0,24219 оберти у кінці року, і визначимо календарний рік довжиною у 365,0 дні? Основою календаря є правильне відображення розташування Землі у її русі навколо Сонця. Якщо ми щороку не враховуватимемо цю маленьку частинку року, з плином літ дати календаря потроху відсуватимуться назад у порівнянні з дійсним розташуванням Землі на орбіті. Всього за декілька десятиліть дати справжніх сонцестоянь і рівнодень відчутно зсунуться у порівнянні з календарними.
Насправді, у історії людства так уже було: всі роки було дорівняли до 365,0 днів, і у результаті календарні дати відсунулися у порівнянні з дійсними датами, які визначаються за зміною пір року. У 46 до н.е. Юлій Цезар запровадив Юліанський календар, у якому вперше було запроваджено високосні роки: він проголосив, що кожен четвертий рік повинен тривати 366 днів, отже, середня тривалість року за цим календарем дорівнювала 365,25 днів. Ця поправка в основному усунула проблему зсуву дат календаря.
Але Юліанський календар розв’язав цю проблему не повністю, оскільки тропічний рік не дорівнює точно 365,25 дням: його тривалість — 365,24219 днів. Проблема зсуву дат залишилася актуальною, просто для того, щоб її наявність стала видимою потрібні були сторіччя. Отже, у 1582 році папа Григорій XIII встановив Григоріанський календар, який у загальних рисах збігався з Юліанським, але у нього було додано одну маленьку поправку, що стосувалася високосних років: парні роки кінця сторіч (ті, номер яких закінчується на 00) є високосними роками, лише якщо їх номер ділиться на 400. Отже, роки 1700, 1800 і 1900 не були високосними (хоча і мали бути такими за юліанським календарем), тоді як 2000 рік був високосним. Ця зміна зробила середню тривалість року у григоріанському календарі рівною 365,2425 дням. Отже, у цьому календарі теж все ще залишається невеличкий зсув, але його величина призводить до помилки лишу у 3 дні на 10.000 років. Зараз григоріанський календар використовується як стандартний у більшості країн світу.
Цікава дрібничка: коли папа Григорій запроваджував григоріанський календар, юліанський календар використовували уже більше 1500 років, отже, дати календаря встигли зсунутися більше, ніж на один тиждень. Папа Григорій відновив відповідність дат календаря простим викреслюванням з нього 10 днів: у 1582 році за 4 жовтня наступним у календарі було 15 жовтня!