Bài viết của TS. Võ Thanh Tân
Trái Đất quay quanh Mặt Trời theo quỹ đạo hình ellip rất gần hình tròn mà Mặt Trời nằm tại một tiêu điểm. Thời gian để TĐ thực hiện được một vòng quanh quỹ đạo của nó (tức là trở về lại đúng vị trí cũ của nó so với Mặt Trời và các ngôi sao) là 365,2564 ngày và được gọi là NĂMd THIÊN VĂN. Cận điểm quỹ đạo cách Mặt Trời 146,6 triệu km và viễn điểm cách 152,6 triệu km.
Tuy nhiên, quỹ đạo này không ổn định và đang xoay chậm cùng chiều quay của Trái Đất làm cho thời điểm mà TĐ đạt cận điểm và viễn điểm tăng lên theo thời gian. Khoảng thời gian mà TĐ quay một vòng và trở về lại đúng cận điểm của nó là 365,2596 ngày, được gọi là NĂM CẬN ĐIỂM dài hơn một chút so với năm thiên văn.
Hiện nay, Trái Đất đạt cận điểm vào ngày 3/1 và viễn điểm vào ngày 2/7. 5.000 năm nữa, ngày cận điểm là 2/4 và viễn điểm 2/10, hay 21.000 năm nữa quỹ đạo của TĐ mới trở lại vị trí như hiện nay so với các ngôi sao.
Trục quay TĐ nghiêng 23,4 độ so với phương vuông góc mặt phẳng hoàng đạo và tạo nên các mùa. Các ngày Xuân phân (Vernal Equinox 21/3) và Thu Phân (Autumnal Equinox 23/9) là thời điểm Mặt Trời chiếu thẳng góc vào xích đạo. Ngày Hạ Chí (Summer Solstice 21/6) Mặt Trời chiếu thẳng góc vào chí tuyến bắc (Tropic of Cancer) ở vĩ độ 23,4N. Ngày Đông Chí (Winter Soltice 23/12) Mặt Trời chiếu thẳng góc vào chí tuyến nam (Tropic of Capricorn) 23,4S.
Vậy MT chỉ có thể chiếu thẳng góc vào các vị trí trên TĐ nằm giữa vĩ tuyến 23,4S và 23,4N và vùng này được gọi là vùng nhiệt đới. Tại TP.HCM, MT chiếu thẳng góc ngay đỉnh đầu chỉ 2 ngày là 17/4 và 25/8. Từ 17/4 đến 25/8, ở TPHCM, MT luôn ở bán cầu bắc và từ 25/8 đến 17/4 năm sau, MT lại luôn ở bán cầu nam.
Ngoài ra, với hiện tượng tuế sai (do trục tự quay của TĐ không ổn định) nên thời gian mà TĐ đạt được giữa 2 điểm xuân phân liên tiếp gọi là NĂM XUÂN PHÂN (hay NĂM CHÍ TUYẾN) chỉ là 365,2422 ngày. Khí hậu trên TĐ chịu ảnh hưởng bởi cách chiếu của Mặt Trời vào TĐ nên thời tiết trên TĐ chỉ phụ thuộc vào năm xuân phân.
Lấy điểm XUÂN PHÂN trên quỹ đạo và tính là 0 độ từ MT, cứ 30 độ lại ghi thêm một điểm nữa. Các điểm này gọi là TRUNG KHÍ hay ngày KHÍ. Có tất cả 12 Khí: XUÂN PHÂN (21/3), CỐC VŨ (20/4),... [trên hình là các vị trí có màu đen]. Ngay chính giữa các Khí được gọi TIẾT. Có 12 Tiết: THANH MINH (5/4), LẬP HẠ (6/5),... [trên hình là các vị trí màu xanh dương].
Khi TĐ ở gần viễn điểm, quãng đường giữa 2 Khí liên tiếp (Hạ chí đến Đại thử) dài nhất nên TĐ mất thời gian 32 ngày để di chuyển. Trong khi đó, gần cận điểm, từ Đông chí đến Đại hàn chỉ mất 29 ngày.
Sự tự quay của TĐ đang chậm lại. Cách nay 3 tỉ năm, một ngày đêm trên TĐ chỉ 18 giờ. Bây giờ đã hơn 24 giờ mỗi ngày nên lâu lâu người ta cộng thêm 1 giây vào một ngày nào đó. Cụ thể, ngày 30/6/2015 sắp tới sẽ có 86.401 giây. Lần cộng thêm 1 giây gần đây nhất là ngày 30/6/2012.
Những ngày Tiết và Khí rất có ý nghĩa khi làm lịch. Thời xa xưa, các dân tộc sống vùng đồng bằng chủ yếu làm nông nghiệp thì phát triển dương lịch vì thời tiết trên TĐ phụ thuộc vào chuyển động của TĐ quanh MT mà cụ thể là NĂM XUÂN PHÂN. Các dân tộc sống vùng sa mạc mà nguồn sống chủ yếu là từ các con sông thì phát triển âm lịch để biết thủy triều. Các ngày mùng 1 âl và ngày rằm 15 âl, TĐ-MT-Mặt Trăng gần thẳng hàng nhất nên lực tạo triều lớn nhất, tuy nhiên do ma sát, có sự trễ pha nên 1 – 2 ngày sau đó triều mới mạnh nhất. Hiện nay có 3 loại lịch thông dụng trên thế giới là Dương lịch, Âm lịch Hồi giáo và Âm-dương lịch Trung Hoa.
DƯƠNG LỊCH có sự thay đổi phức tạp trong lịch sử. Thời xa xưa, năm dương lịch có 10 tháng, số ngày trong tháng và số ngày trong năm phụ thuộc vào quyết định của các hoàng đế La Mã. 10 tháng gồm: 1 MARCH (tháng đầu năm mới và chứa ngày Xuân Phân vì năm mới phải bắt đầu từ mùa xuân), 2 APRIL, 3 MAY, 4 JUNE, 5 QUINTILIS, 6 SEXTILIS, 7 SEPTEMBER, 8 OCTOBER, 9 NOVEMBER và 10 DECEMBER. [Vì nguồn tài liệu phức tạp nên trong tài liệu này được viết bằng tiếng Anh và Latin lẫn lộn. Dễ thấy rằng các tiếp đầu ngữ Qui – Sex – Sept – Octo – Nov – Dec tương ứng các số 5 6 7 8 9 và 10].
Từ năm 153 TCN, dương lịch có 12 tháng với sự bổ sung 2 tháng cuối năm là 11 January và 12 February. Năm 46 TCN, Julius Ceasar, hoàng đế La Mã, đưa ra loại lịch mới, lịch JULIUS. Theo đó một năm 12 tháng (tên các tháng như trên). Mỗi năm 365 ngày, cứ 4 năm nhuần 1 lần, ngày nhuận được cộng thêm vào tháng cuối năm February. Sau đó, Ceasar rút 1 ngày ở tháng cuối năm (February) đưa vào tháng thứ 5 Quintilis và lại đổi tên tháng này thành JULY để kỷ niệm sinh nhật của ông. Hoàng đế sau đó là Augustus cũng làm tương tự và đổi tên tháng Sextilis thành AUGUST nên từ đó tháng February chỉ còn 28 ngày.
Dần dần với lễ Giáng Sinh (ngày 24/12 sau đông chí một ngày là ngày lạnh nhất trong năm), mừng năm mới chuyển đến ngay sau lễ hội này tức là tháng January, từ đó ngày 01 tháng January là Tết dương lịch. Tuy nhiên, theo lịch Julius một năm có 365,25 ngày trong khi thời tiết trên TĐ lại phụ thuộc vào NĂM XUÂN PHÂN 365,2422 ngày nên lâu dần ảnh hưởng này là đáng kể. Đến năm 1582, người ta nhận thấy Giáng Sinh không còn là ngày lạnh nhất trong năm nữa nên giáo hoàng Gregory đưa ra lịch mới, lịch GREGORY, cứ 4 năm nhuận một lần là ngày 29/2 như lịch Julius nhưng 400 năm bỏ 3 ngày không nhuận. Sau đó người ta tiến hành hiệu chỉnh lịch để Giáng Sinh vẫn luôn là 24/12. Cụ thể, tại Ý, ngay sau ngày 4/10/1582 (vẫn lịch Julius) là ngày 15/10/1582 (lịch Gregory) (mất 10 ngày). Các nước Pháp, Đức, Anh, ... chuyển đổi thành Gregory vào những thế kỷ tiếp theo. Tại Đông Ân và Liên Xô cũ do ảnh hưởng Công giáo Chính thống nên mãi sau này mới thay đổi. Cụ thể, tại Liên Xô cũ, Cách mạng tháng 10 (25/10/1917 lịch Julius) nhưng lễ kỷ niệm vào ngày 7/11 theo Gregory (sau 13 ngày)
ÂM LỊCH HỒI GIÁO: Mặt trăng quay một vòng quanh TĐ 27,32 ngày với bán kính trung bình 384.000km. Tuy nhiên, trong thời gian này, TĐ cũng quay quanh MT nên từ vị trí MT-M Trăng – TĐ gần thẳng hàng nhất (mùng 1) đến đúng vị trí này lần sau là 29,53 ngày. Như vậy, cứ tháng này 29 ngày, tháng sau 30 ngày. Một năm âm lịch Hồi giáo có 12 tháng, 354 ngày nên âm lịch Hồi giáo không phản ảnh thời tiết hay mùa vì ít hơn dương lịch khoảng 11 ngày. Cứ 3 năm thì tháng âm lịch lùi so với dương lịch 1 tháng. Tháng thứ 9 gọi là tháng Ramadan, 18 năm trước ở mùa đông và năm nay Ramadan ở mùa hè.
ÂM-DƯƠNG LỊCH TRUNG HOA: Khu vực giữa sông Hoàng Hà và Trường Giang là vùng đồng bằng phì nhiêu với hệ thống sông ngòi chằng chịt nên cần phải có loại lịch vừa thể hiện thủy triều (âm lịch) vừa thể hiện thời tiết (dương lịch). Đó là âm-dương lịch mà chúng ta đang sử dụng với một số quy định như sau:
- * Ngày đầu tháng (mùng 1) là ngày chứa vị trí MT – Mặt Trăng – Trái Đất thẳng hàng nhất.
- * Mỗi tháng âm lịch phải chứa một TRUNG KHÍ.
Ngày Trung khí lại gắn chặt với dương lịch nên âm lịch này lại theo dương lịch với tổng số ngày trong năm nên cũng phản ảnh tốt khí hậu trong năm.
Cụ thể, tháng 1 chứa Vũ Thủy, tháng 2 chứa Xuân phân,... [trên hình các số màu xanh lá tương ứng tháng âm lịch].
Khoảng thời gian giữa hai Trung khí là hơn 30 ngày, trong khi tháng âm lịch là 29,53 ngày nên rất nhiều khả năng tháng âm lịch nằm gọn giữa 2 Trung khí (tức là tháng âm lịch đó không chứa Trung khí) thì tháng âm lịch đó nhuận.
Khả năng nhuận vào mùa hè cao vì lúc này giữa 2 trung khí là 30 – 32 ngày, tháng âm lịch chỉ có 29,53 hoàn toàn có thể lọt vào tức là không chứa trung khí nên là tháng nhuận. Các tháng 12 và 1 không bao giờ nhuận vì lúc này TĐ vào các trung khí Đông chí hay Đại hàn mà khoảng cách giữa các khí này chỉ là 29 ngày nên không thể có 1 tháng âm lịch không có trung khí trong thời gian này.
Khí Đại Hàn (21/1) luôn phải chứa tháng 12 âl nên Tết Nguyên đán (tháng 1 âl chứa khí Vũ Thủy) không thể đến trước ngày 21/1 và cũng không thể sau ngày 19/2.
Những quy định của Âm-Dương lịch Trung Hoa rất rắc rối và lại làm cho các nước sử dụng đôi khi có sự khác biệt nhau 1 ngày, thậm chí đến 1 tháng. Điều này chúng ta sẽ thảo luận sau.
Ghi chú: Các ngày trong tài liệu này có sai số ± 1 ngày
Tham khảo:
Wikipedia
http://www.informatik.uni-leipzig.de/~duc/