Существуют ли точные предсказания равноденствий и солнцестояний в далеком прошлом?

Я написал https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/STACK/bc-solve-astro-13008.c , чтобы найти исторические солнцестояния и равноденствия. Полные результаты находятся по адресу:

https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/ASTRO/solstices-and-equinoxes.txt.bz2

Точность:

• Я использую модель прецессии EARTH_IAU_1976 и модели нутации и наклона EARTH_IAU_1980, которые являются единственными моделями, поддерживаемыми библиотекой CSPICE, которую я использую:

http://hesperia.gsfc.nasa.gov/ssw/stereo/gen/exe/icy64/doc/frames.req

Это та же библиотека и те же модели, которые НАСА использует для собственных расчетов, но модели, как известно, имеют ограниченную точность. Цитирую " http://aa.usno.navy.mil/faq/docs/SpringPhenom.php ":

Время, указанное в таблицах, с точностью до двух или трех часов для 25–5 г. до н.э. и одного или двух часов для 4 г. до н.э. до 38 г. н.э. Неопределенность в эти времена возникает из-за стохастического, то есть непредсказуемого, изменения скорости вращения Земли.

Точность ухудшается по мере продвижения назад ИЛИ по мере продвижения вперед: мы не только не знаем точно о вращении Земли в прошлом, но мы даже не можем точно предсказать вращение Земли в будущем.

Пример вывода:

EQU 511720269.432607 A.D.   2016-03-20 04:30:01
SOL 519734120.174820 A.D.   2016-06-20 22:34:11
EQU 527826138.004142 A.D.   2016-09-22 14:21:09
SOL 535589116.137776 A.D.   2016-12-21 10:44:07

Формат:

• Первый столбец указывает, является ли это солнцестоянием или равноденствием.

• Второй столбец — эфемеридное время солнцестояния/равноденствия. Если вы занимаетесь серьезной астрономической работой, вам следует использовать именно эту колонку. Приблизительное определение - это количество секунд, прошедших с эпохи J2000. Точное определение, используемое в CSPICE: https://naif.jpl.nasa.gov/pub/naif/toolkit_docs/FORTRAN/req/time.html#Ephemeris%20Time%20(ET)

• Остальные столбцы показывают время солнцестояния/равноденствия в формате UTC в более удобном для человека формате:

  • Библиотеки CSPICE предполагают, что реформация григорианского календаря произошла 4 октября 1582 г. (это означает, что день после 4 октября 1582 г. был 15 октября 1582 г.). Глядя на эти строки:

SOL -13191695511.794357 A.D.   1581-12-11 20:07:27
EQU -13183992131.003845 A.D.   1582-03-10 23:57:07
SOL -13175951250.170158 A.D.   1582-06-12 01:31:48
EQU -13167875920.223862 A.D.   1582-09-13 12:40:38
SOL -13160138634.917915 A.D.   1582-12-22 01:55:23
EQU -13152434815.793312 A.D.   1583-03-21 05:52:23
SOL -13144394485.035870 A.D.   1583-06-22 07:17:53
EQU -13136319216.460808 A.D.   1583-09-23 18:25:42

вы можете видеть, что даты солнцестояний/равноденствий перескакивают вперед на 10 дней за реформацию.

• Библиотеки CSPICE используют юлианский календарь до 4 октября 1582 г. На самом деле юлианский календарь был введен в 46 г. до н. э.: https://en.wikipedia.org/wiki/Julian_calendar .

• До 46 г. до н.э. использовались другие календарные системы, но библиотеки CSPICE предполагают, что юлианский календарь восходит к неопределенно долгому времени:

https://en.wikipedia.org/wiki/Proleptic_Julian_calendar

Мои расчеты восходят к 13201 г. до н.э. (пределы DE431, эфемериды, которые я использую), и, возможно, в то время люди даже не пользовались календарями регулярно: цитирую " https://en.wikipedia.org/wiki /History_of_calendars#Предыстория ":

Мезолитическое расположение двенадцати ям и дуги, найденное в Уоррен-Филд, Абердиншир, Шотландия, датируемое примерно 10 000 лет назад, было описано как лунный календарь и названо «старейшим известным календарем в мире» в 2013 году.

Ноты:

• Земле требуется 365,256363004 дня, чтобы совершить оборот вокруг Солнца относительно неподвижных звезд, но время между точками весеннего равноденствия немного меньше (365,242190402 дня), потому что положение точки весеннего равноденствия перемещается (прецессирует) относительно звезд. Источник: http://hpiers.obspm.fr/eop-pc/models/constants.html

• Средняя продолжительность дня по григорианскому календарю, составляющая 365,2425 дня, намного ближе к 365,242190402 дням, чем средняя продолжительность дня по юлианскому календарю, составляющая 365,25 дня, но это все же не идеально. Как отмечено в разделе Сдвигаются ли солнцестояния и равноденствия во времени? если мы продолжим использовать григорианский календарь в далеком будущем, равноденствия и солнцестояния сместятся назад. К 17090 (предел DE431) они будут выглядеть так:

EQU 476198945887.238159 A.D.  17090-02-22 08:56:59
SOL 476207018540.040894 A.D.  17090-05-26 19:21:11
EQU 476214808218.146362 A.D.  17090-08-24 23:09:09
SOL 476222655067.609985 A.D.  17090-11-23 18:49:59

примерно на месяц отстает от их «обычного» времени.

МОЙ РАНЬШЕ ЧАСТИЧНЫЙ ОТВЕТ ДЛЯ ССЫЛКИ:

Так как HORIZONS ( http://ssd.jpl.nasa.gov/?horizons ) и SPICE ( http://naif.jpl.nasa.gov/naif/tutorials.html ) могут вычислить эклиптику и положение Солнца так далеко назад, должна быть возможность вычислять равноденствия и солнцестояния с разумной точностью. Однако мне не удалось найти сайт, на котором действительно указаны эти даты (я почти уверен, что USNO сделало это в какой-то момент, но я не могу найти их список). Другие, возможно, полезные источники/вопросы:

• Как Меус рассчитывал даты равноденствий и солнцестояний?

• http://ns1763.ca/equinox/eqindex.html

• http://data.giss.nasa.gov/ar5/srvernal.html

• http://www.usno.navy.mil/USNO/astronomical-applications/data-services/spring-phenom (в данный момент не работает)