Ajanlaskun pitkä historia

Tähtitieteen kehitys monissa kulttuureissa on alkanut ajanlaskun tarpeista. Kalenterit auttoivat ennustamaan vuodenaikojen vaihtelun ja siihen liittyen sopivat kylvöajat. Toisaalta niiden avulla papisto ajoitti uskonnolliset merkkipäivät ja rituaalit. Molemmat liittyivät yleensä vuodenaikojen mukaiseen trooppiseen vuoteen. Ennen kuin tarkastelemme lähemmin oman ajanlaskumme vaiheita, käymme läpi terminologiaa ja niitä perimmäisiä totuuksia, jotka vaikuttavat aikakäsitykseemme.

Perimmäisiä totuuksia:

Trooppinen vuosi = 365.2421897 d = 365d 05h 48m 45.19s (Auringon näennäinen rata ekliptikan tason ohituksesta seuraavaan)
Sideerinen vuosi = 365.25636 d = 365d 06h 09m 10s (Aurinko jälleen täsmälleen samassa kohtaa tähtitaivasta)
Anomalistinen vuosi = 365.25964 d = 365d 06h 13m 53s (Maa kiertää ratansa Aurinkoa lähimmästä pisteestä seuraavaan)
Ekliptinen vuosi = 346.62005 d = 346d 14h 52m 52s (Kuun kiertoradan ekliptikan tason ohituksen suunta jälleen sama)
Synodinen kuukausi = 29.53059 d = 29d 12h 44m 03s (Kuun vaiheet tekevät yhden täyden kierroksen)
Trooppinen kuukausi = 27.32158 d = 27d 07h 43m 05s (Kuu palaa samaan asemaan suhteessa kevättasauspisteeseen)
Sideerinen kuukausi = 27.32166 d = 27d 07h 43m 12s (Kuu jälleen täsmälleen samassa kohtaa tähtitaivasta)
Anomalistinen kuukausi = 27.55455 d = 27d 13h 18m 33s (Kuu kiertää ratansa Maata lähimmästä pisteestä seuraavaan)
Drakoninen kuukausi = 27.21222 d = 27d 05h 05m 36s (Kuun kierto ekliptikan tason ohituksesta seuraavaan)


Lisää perimmäisiä totuuksia:

1 päivä = 24 tuntia = 1440 minuuttia = 86400 sekuntia

Mutta…
jos päivä lasketaan Maan pyörähdyksestä akselinsa ympäri niin, että Aurinko on jälleen samassa kohtaa kuin alussa (esim. etelässä) kestää tällaista aikaa 23h 56m 04.09054s ennen kuin tähtitaivas on jälleen samassa asennossa kuin alussa.
Tai…
jos päivä lasketaan Maan pyörähdyksestä akselinsa ympäri niin, että tähtitaivas on jälleen samassa asennossa kuin alussa (esim. jokin tietty tähti etelässä) kestää tällaista aikaa 24h 03m 56.555368s ennen kuin Aurinko on jälleen samassa kohtaa kuin alussa.

Ja jos ihan tarkkoja ollaan, 1 päivä = 86400.0084s

Päivä

Karkea määrittely vuorokaudelle on yhden päivän ja yhden yön pituus. Varhaisimman käytännön mukaan vuorokausi alkaa auringonnoususta ja päättyy yön jälkeen seuraavaan auringonnousuun. Esimerkiksi egyptiläiset käyttivät tätä tapaa.

Babylonialaiset laskivat vuorokautensa auringonlaskusta auringonlaskuun. Nykyään sekä islamilainen että juutalainen kalenteri noudattavat samaa menetelmää.

Hipparkhos ehdotti, että olisi kätevää saada kaikki yhden valoisan jakson tapahtumat kuulumaan samaan vuorokauteen ja siten vuorokauden vaihtumisen voisi sijoittaa lepojakson keskikohtaan, keskiyöhön. Hipparkhoksen ehdotus otettiin käyttöön Roomassa ja sitä kautta tapa yleistyi Euroopassa ja päätyi meillekin.

Egyptiläiset jakoivat ensin päivän kymmeneen osaan, sitten yön kahteentoista ja lisäsivät vielä aamu- ja iltahämärille omat tuntinsa. Vuorokauden pituudeksi tuli 24 tuntia; tapa otettiin myös Babyloniassa käyttöön. Vuodenaikojen vaihdellessa tunnin pituus vaihteli.

Klepsydrojen käyttöönotto ei tuonut vakiomittaista tuntia vaan vesikellojen tunnit sovitettiin vuodenaikojen mukaisiksi. Vuodenaikoihin liittyvät eli niinsanotut temporaaliset tunnit jäivät lopullisesti pois käytöstä vasta keskiajan lopulla, kun käyttöön tulivat mekaaniset kellot, joiden käyntiä oli vaikea järjestää seuraamaan vuodenaikojen vaihtelua.

Hipparkhos oli alunperin ehdottanut myös tasamittaisia tunteja, mutta antiikin aikana ei ollut mitään tapaa sellaisten mittaamiseksi.

Viikko

Päiviä haluttiin ryhmitellä pitemmiksi ajanjaksoiksi. Luonnollisin on Kuun vaiheisiin liittyvä kuukausi, mutta se on perin pitkä. Useat kulttuurit alkoivat käyttää erilaisia välimittoja. Assyrialaiset käyttivät viiden, egyptiläiset kymmenen ja roomalaiset kahdeksan päivän jaksoja.

Babylonialaiset huomasivat kuukauden neljäsosan olevan melko tarkkaan seitsemän päivää. Toisaalta “Maata kiertäviä” kappaleita tunnettiin seitsemän erilaista (Aurinko, Kuu ja viisi planeettaa). Seitsenpäiväinen viikko levisi vähitellen muihinkin maihin. Jopa luomiskertomuksen kirjoittaja halusi hyödyntää vakiintuneen tavan antamalla sille jumalallisen alkuperän.

Vuonna 321 kristinuskoon poliittisista syistä kääntynyt keisari Konstantinus Suuri otti Rooman valtakunnassa viralliseen käyttöön seitsenpäiväisen viikon.

suomi taivaankappale kreikka latina espanja Old English englanti saksa ruotsi
------------- --------------- -------------------- --------------- ----------- -------------- ------------- ------------- ---------
maanantai Kuu hemera selenes dies lunae lunes monandæg Monday Montag måndag
tiistai Mars hemera Areos dies Martis martes tiwesdæg Tuesday Dienstag tisdag
keskiviikko Merkurius hemera Hermu dies Mercurii miércoles wodnesdæg Wednesday Mittwoch onsdag
torstai Jupiter hemera Dios dies Iovis jueves thursdæg Thursday Donnerstag torsdag
perjantai Venus hemera Aphrodites dies Veneris viernes frigedæg Friday Freitag fredag
lauantai Saturnus hemera Khronu dies Saturni sábado sæternesdæg Saturday Samstag lordag
sunnuntai Aurinko hemera heliou dies solis domingo sunnandæg Sunday Sonntag söndag

Ylläolevassa taulukossa on lueteltu erikielisiä viikonpäivien nimiä. Nimitysten mytologinen tausta on antiikin kreikassa, mistä se siirtyi roomalaisten käyttöön. Romaanisissa kielissä roomalaiset nimet ovat yhä nähtävillä, kuten esimerkkinä olevasta espanjasta voidaan nähdä. Päivät ovat suoraan jumalten nimiä - sana päivä eli dies on pudonnut niistä pois, paitsi sunnuntaissa, jossa se yhä vaikuttaa. Ranskan sunnuntaissa, dimanche, tämä näkyy espanjan domingoa paremmin.

Germaanisissa kielissä käytäntö säilyi, mutta tilalle pistettiin omat vastaavat jumalat: viikonpäivien mukaisessa järjestyksessä tiistaista perjantaihin Tiu (tai Twia tai Tyr), Woden (tai Odin), Thor ja Freya (tai Fria tai Frigg). Maanantai ja sunnuntai ovat kaikissa kielissä kuun ja auringon päiviä. Lauantai on germaanisissakin kielissä Saturnuksen päivä paitsi muinaisnorjan pesupäivä, laugardagr, on säilynyt skandinaavisissa kielissä ja tullut suomeenkin. Toinen poikkeus on saksan nimitys Merkuriuksen tai Odinin päivälle, Mittwoch, josta suomenkin keskiviikko tullee.

Kuukausi

Nykyisellä kalenterikuukaudella on enää vähän yhteyttä taivaalla liikkuvan Kuun ilmiöihin. Ensimmäiset kuukalenterit perustuivat Kuun vaiheisiin (synodinen kuukausi). Babylonialaiset pitivät kuukalenterin tahdissa vuodenaikojen kanssa ylimääräisten kuukausien (interkalaatio) avulla.

Islamilainen kalenteri on puhdas kuukalenteri, jossa kuukauden pituus on 29 tai 30 päivää ja ajoittain lisätään ylimääräinen päivä, jotta kalenteri pysyisi tahdissa todellisen Kuun kanssa. Tällainen kalenteri ei seuraa vuodenaikoja.

Egyptiläiset luopuivat todellisen Kuun vaiheita noudattavista kuukausista. Vuosi koostui kahdestatoista 30 päivän kuukaudesta ja viidestä ylimääräisestä päivästä.

suomi latina englanti espanja saksa ruotsi
------------ -------------------- ------------ ------------ ------------ ------------
tammikuu XI tai Januarius January enero Januar januari
helmikuu XII tai Februarius February febrero Februar februari
maaliskuu I tai Martius March marzo März mars
huhtikuu II tai Aprilis April abril April april
toukokuu III tai Maius May mayo Mai maj
kesäkuu IV tai Junius June junio Juni juni
heinäkuu V tai Julius July julio Juli juli
elokuu VI tai Augustus August agosto August augusti
syyskuu VII tai September September septiembre September september
lokakuu VIII tai October October octubre Oktober oktober
marraskuu IX tai November November noviembre November november
joulukuu X tai December December diciembre Dezember december

Ylläolevassa taulukossa on lueteltu erikielisiä kuukausien nimiä. Näemme, että suomalaisia lukuunottamatta kaikki muut kielet ovat ottaneet sellaisenaan (kieliasua muokaten) roomalaisten kuukausien nimet käyttöön. Suomessa kuukausien nimet kuvaavat pääosin vuodenaikaa tai toimia, joita kyseisen kuukauden paikkeilla tehdään.

Roomalaiset nimesivät kuukautensa alunperin yhdestä kymmeneen, maaliskuusta joulukuuhun. Joulukuuta seurasi parin kuukauden mittainen ajanlaskuun kuulumaton aika, johon sitten sijoitettiin vielä kuukaudet XI ja XII. Kuukausien sanamuotoinen nimitys oli vain kyseisen järjestysluvun sana. Vuoden ensimmäinen kuukausi, maaliskuu, sai korvaavan nimen Mars-jumalan mukaan. Toinen kuukausi, huhtikuu, nimettiin kreikankieliseksi Aphrodite-jumalattaren mukaan, kolmas, toukokuu, Maia-jumalattaren mukaan ja neljäs, kesäkuu, Juno-jumalattaren mukaan. Kun tammi- ja helmikuu lisättiin vuoden loppuun, annettiin niille nimet Janus-jumalan ja Februa-juhlan mukaan. Februa oli roomalainen puhdistautumisjuhla, jota vietettiin helmikuun 15. päivänä. Suuren kalenteriuudistuksen teettänyt ja Roomaa itsevaltiaasti diktaattorina hallinnut Gaius Julius Caesar katsottiin kuoltuaan suuren kunnianosoituksen arvoiseksi. Rooman Senaatti julisti hänet jumalaksi ja nimesi viidennen kuukauden, heinäkuun, Juliukseksi. Myöhemmin myös Rooman ensimmäinen keisari, Gaius Julius Caesar Octavianus Augustus, sai saman kunnian ja kuudes kuukausi, elokuu, nimettiin Augustukseksi.

Vuosi

Koska luonnon ilmiöt noudattavat trooppisen vuoden jaksollisuutta, kalenterit on yleensä yritetty jollakin tavoin liittää juuri trooppiseen vuoteen erilaisten interkalaatioiden ja karkauspäivien avulla.

Joidenkin kalenterien annetaan poiketa vuodenaikojan vaihtelusta (egyptiläiset, muhamettilaiset) ja toiset ovat täysin abstrakteja (mayojen 260-päiväinen pyhä kalenteri).

Vuodenaikoja seuraavien kalenterien tarkkuutta on asteittain parannettu. Näin on päädytty juliaanisen kalenterin kautta nykyiseen gregoriaaniseen kalenteriin.

Juliaaninen kalenteri

Tarun mukaan roomalaisen kalenterin suunnitteli toinen Rooman perustajista, Romulus, joskus 700-800 eaa. Alkuperäisen kalenterin vuosi alkoi maaliskuun alussa ja kesti kymmenen 30 tai 31 päiväistä kuukautta joulukuuhun. Sen jälkeen tuli talvitauko, joka ei kuulunut ajanlaskuun.

Taru jatkaa esittämällä, että kuningas Numa Pompilius (715-673 eaa) lisäsi kalenteriin kaksi puuttuvaa kuukautta; helmikuusta tuli vuoden viimeinen kuukausi. Kalenteriin tuli mukaan lukumystiikkaa: kuukaudessa ei saanut olla parillista määrää päiviä; keskimmäinen päivä sai nimen idus. Kuukausien pituuksiksi määriteltiin 29 tai 31 päivää. Jotta myös vuoden pituudeksi saatiin pariton luku, piti yhden kuukauden pituuden kuitenkin olla parillinen. Helmikuuhun tuli 28 päivää ja koko vuoden pituudeksi 355 päivää.

Seuraavan kerran kalenteria korjattiin 500-luvulla eaa. Jottei kalenteri poikkeaisi liikaa vuodenaikojen vaihtelusta, otettiin käyttöön interkalaatio. Ylimääräinen kuukausi, intercalans tai mercedonius, lisättiin joka toinen vuosi helmikuun 23. päivän jälkeen. Sen pituus oli 27 tai 28 päivää. Helmikuun loput päivät jätettiin kuitenkin pitämättä, joten interkalaation vaikutus oli käytännössä 22 tai 23 päivää. Vuoden keskipituudeksi saatiin näin 366.25 päivää.

Roomalainen kalenteri jäi vuodenajoista jälkeen yli kolme kuukautta vuosisadassa. Tilannetta korjattiin sovittelemalla interkalaatioita aina tarpeen mukaan ja jättämällä niitä lopulta pois koko joukko. (Vuonna 50 eaa kevätpäiväntasaus osui toukokuun idukseen, vaikka sen olisi kuulunut olla maaliskuun lopulla.)

Gaius Julius Caesar kutsui aleksandrialaisen tähtitieteilijän Sosiogeneen selvittämään sekavaa kalenteria. Sosiogeneen ansiosta käyttöön otettiin samankaltainen kalenteri kuin Egyptissä, mutta vuoden keskipituudeksi tuli 365.25 päivää. Kalenterin saamiseksi ajan tasalle vuoteen 46 eaa lisättiin normaalin interkalaation lisäksi kaksi ylimääräistä kuukautta marras- ja joulukuun väliin. Vuoden 46 eaa pituudeksi tuli siten peräti 455 päivää.

Caesarin määräyksellä vuoden pituudeksi tuli 365 päivää ja joka neljänteen vuoteen piti lisätä yksi karkauspäivä. Tämä sijoitettiin perinteisen karkauskuukauden paikalle, helmikuun 23. päivän jälkeen.

Roomalaisen lukujärjestelmän omituisuuksien vuoksi aluksi karkausvuosia pidettiin vahingossa joka kolmas vuosi, mutta tämän huomannut keisari Augustus jätti muutamia pitämättä kunnes kalenteri oli jälleen kohdallaan.



Gregoriaaninen kalenteri

Yksi ajanlaskun mutkikkaimpia ongelmia on pääsiäisen paikan laskeminen. Ajanlaskun kannalta tämä tietenkin tuntuu kovin epäoleelliselta asialta. Nykyinen kalenteri on kuitenkin syntynyt kirkon vaikutuksesta ja kirkolle pääsiäisen paikka oli mitä tärkein.

Hannu Karttunen Vanhin tiede -kirjassaan: "Raamatun mukaan Jeesuksen ylösnousemus tapahtui juutalaisen pääsiäisen jälkeistä sapattia seuranneena sunnuntaina. Pääsiäinen eli paastonajan loppu taas ajoittui ensimmäisen kuukauden puoliväliin, täydenkuun aikaan. Koska kuukausi alkoi ensimmäisestä uudestakuusta kevätpäiväntasauksen jälkeen, voimme päätellä, että ylösnousemuksen päivä on kevätpäiväntasausta seuraavan täydenkuun jälkeinen sunnuntai. Tämä on kieltämättä kovin merkillinen tapa ilmoittaa tapahtuman päivämäärä, sillä siihen sekoittuu kolme yhteismitatonta ajanjaksoa, joilla ei ole mitään tekemistä toistensa kanssa: vuodenaikojen vaihtelu, Kuun vaiheet ja viikkorytmi. Epäkäytännöllisempää määritelmää olisi vaikea keksiä. Juuri tämän vuoksi pääsiäisen päivämäärän laskemisesta tuli kalenterinlaatijoiden painajainen."

Pääsiäisen laskemisesta kehittyi oma tieteenalansa, computus ecclesiasticus. Kuun liike olisi tietenkin voitu laskea Ptolemaioksen teorioista. Täydellisessä muodossaan ne olivat kuitenkin liian mutkikkaita muille kuin tähtitieteilijöille. Papistoa varten täytyi kehittää likimääräinen ja helppokäyttöinen malli.

Vaikka juliaaninen kalenteri oli jo kohtalaisen tarkka, siinäkin vuoden pituus poikkesi todellisesta runsaat 11 minuuttia. Tuhannessa vuodessa virhe oli kasvanut jo viikoksi, mikä oli keskiajalla jo havaittavissa. Häpeällisintä tässä oli tietysti, että pääsiäistä vietettiin väärään aikaan.

Vuonna 1545 kevätpäiväntasaus tuli jo kymmenen päivää liian aikaisin ja samana vuonna Trenton kirkolliskokous valtuutti paavi Paavali III:n korjaamaan tilanteen.

Kalenteriuudistus pääsi vauhtiin vasta paavi Gregorius XIII:n (1502-1585) aikana. Vuonna 1572 hän antoi jesuiittatähtitieteiljä Christopher Claviukselle (1537-1612) tehtäväksi kalenterin uusimisen. Työn tultua valmiiksi paavi antoi määräyksen uudesta kalenterista helmikuussa 1582. Sen mukaan vuoden keskipituudeksi tuli 365.2425 päivää. Tämän toteuttamiseksi täytyi 400 vuoden aikana jättää pitämättä kolme karkauspäivää. Sen vuoksi täysistä vuosisadoista karkausvuosia ovat vain 400:lla jaolliset. Lopuksi kalenteri täytyi vielä saattaa oikeaan tahtiin vuodenaikojen suhteen. Tämä tapahtui määräyksellä, jonka mukaan lokakuun 5. päivä 1582 muutettiin lokakuun 15. päiväksi.



Uusi kalenteri otettiin nopeimmin käyttöön roomalaiskatolisissa maissa. Vuonna 1582 siihen siirtyivät Italia, Ranska, Espanja, Portugali ja Luxemburg. Myös protestanttissa maissa kalenteriuudistus tiedettiin tarpeelliseksi, mutta katolista kalenteria ei tietenkään voitu ottaa käyttöön. Saksassa uusi kalenteri otettiin käyttöön 1700, mutta pääsiäisen paikalle keksittiin oma laskusääntö. Vuonna 1776 uudistus hyväksyttiin sellaisenaan. Iso Britannia siirtyi uuteen kalenteriin 1752. Ruotsi omaksui uuden kalenterin 1753, mutta laski pääsiäisen omalla tavallaan vuoteen 1844. Neuvostoliitossa kalenteri uudistettiin vasta 1918, jolloin ero oli kasvanut jo 13 vuorokaudeksi; siten helmikuun 1. päivästä tuli helmikuun 14. päivä.

Karkauspäiväsääntö:
vuosi / 4 = karkausvuosi
vuosi / 100 = ei karkausvuosi
vuosi / 400 = karkausvuosi

4, 8, 12,
16, 20, 24, 28, 32,
36, 40, 44, 48, 52,
56, 60, 64, 68, 72,
76, 80, 84, 88, 92,
96, 100, 104, ...
196, 200, 204, ...,
296, 300, 304, ...,
396, 400, 404, ...

Lihavoidut, punaisella merkityt
vuodet ovat siis ainoita neljällä
jaollisia vuosia, jotka eivät ole
karkausvuosia.

Vieläkin parempi kalenteri?

Gregoriaaninenkin kalenterivuosi on noin 27 sekuntia pitempi kuin todellinen trooppinen vuosi. Trooppisen vuoden pituus ylittää tasavuorokaudet 0.242191 vuorokaudella. Murtoluku 31/128 = 0.2421875 on perin lähellä tätä. Jos siis kalenterissamme olisi 31 karkauspäivää 128 vuoden aikana, vuoden pituus olisi vain 0.3 sekuntia liian lyhyt. Sääntö olisi helppo: karkauspäiviä olisivat edelleen kaikki neljällä jaolliset vuodet paitsi milloin vuosi on myös jaollinen 128:lla. Erityisesti tämä ilahduttaisi tietokoneiden ohjelmoijia, sillä molemmat jaksot ovat kakkosen potensseja (4 = 22 ja 12 = 27), joten karkausvuoden selvittämiseksi tarvitsisi tutkia vain ovatko vuosiluvun viimeiset bitit nollia.

Ranskan vallankumouksessa 1789 päätettiin uudistaa aivan kaikki, myös ajanlasku. Vuonna 1793 otettiin käyttöön kalenteri, jossa vuodessa oli 12 kuukautta, kuukaudessa 3 viikkoa, viikossa 10 päivää, päivässä 10 tuntia ja tunnissa 100 minuuttia. Vuoden pituuden pitämiseksi oikeana kuhunkin vuoteen lisättiin vielä 5 tai 6 ylimääräistä päivää. Jo 1801 Napoleon Bonaparte palautti sunnuntait ja kirkolliset juhlat entisille paikoilleen ja 1806 Ranska palasi gregoriaanisen kalenterin käyttöön.

Parempi karkauspäiväsääntö:
vuosi / 4 = karkausvuosi
vuosi / 128 = ei karkausvuosi

4, 8, 12,
16, 20, 24, 28, 32,
36, 40, 44, 48, 52,
56, 60, 64, 68, 72,
76, 80, 84, 88, 92,
96, 100, 104, 108, 112,
116, 120, 124, 128, 132, ...,
244, 248, 252, 256, 260, ...,
372, 376, 380, 384, 388, ...,
500, 504, 508, 512, 516, ...

Lihavoidut, punaisella merkityt
vuodet eivät siis ole
karkausvuosia.

Tuoreita kalenterikorjauksia

Nimipäivättömissä maissa karkauspäivän sijainnilla ei ole mitään merkitystä – se vain lisätään helmikuuhun ja luonnollisesti sen ajatellaan tulevan kuun loppuun. Ruotsissa ja Suomessa sen sijaan noudatettiin kaksi tuhatta vuotta vanhaa perinnettä ja kirjattiin karkauspäivä helmikuun 24. päiväksi (kuun loppujen päivien siirtyessä eteenpäin). Tämä aiheuttaa muutoksia nimipäivien sijainnissa, joten epäselvyyksien välttämiseksi ja kalenterin yksinkertaistamiseksi Suomessakin siirryttiin sijoittamaan karkauspäivä helmikuun loppuun vuodesta 2000 alkaen.

Atomikellojen myötä ajanmittaus on astunut uudelle tasolle. Samalla erilaiset satelliittipaikannus ja –mittausmenetelmät ovat vaatineet kasvavaa tarkkuutta myös ajan mittaamisessa. Maapallon pyörimisnopeuden vaihtelut (käytännössä hidastuminen) on otettu huomioon kalenterin ylläpidossa lisäämällä tarvittaessa vuoden alkuun tai puoliväliin karkaussekunti. Päätöksen asiasta tekee Pariisissa toimiva aikakeskus. Karkaussekunteja on lisätty aikaan vuodesta 1972 lähtien, jolloin koordinoitu yleisaika UTC otettiin käyttöön. Yhteensä niitä on lisätty viimeisen kolmenkymmenen vuoden aikana 22. Viimeisin lisäys oli 1.1.1999.


Takaisin pääsivulle