زمان یک مفهوم اساسی در زندگی روزمره ما، علم و درک جهان است. یکی از واحدهای اساسی زمانی که ما از آن استفاده می کنیم سال است که در جنبه های مختلف فعالیت های انسانی مانند کشاورزی، رویدادهای فرهنگی و اندازه گیری های علمی نقش تعیین کننده ای دارد. این درس به بررسی مفهوم یک سال، تعاریف مختلف آن و اهمیت آن در اندازه گیری زمان می پردازد.
در ساده ترین شکل آن، یک سال به مدت زمانی که زمین طول می کشد تا یک دور به دور خورشید کامل کند، تعریف می شود. در طول این سفر، زمین یک سری تغییرات آب و هوا، نور روز و آب و هوا را تجربه می کند که منجر به تجربه فصول مختلف در نقاط مختلف جهان می شود. این چرخه از فصول برای برنامه ریزی کشاورزی، جشنواره های فرهنگی و درک گذر زمان برای هزاران سال بسیار مهم بوده است.
سال شمسی که به عنوان سال گرمسیری نیز شناخته می شود، مستقیم ترین اندازه گیری یک سال است و به عنوان زمانی تعریف می شود که طول می کشد تا خورشید در چرخه فصول به همان موقعیت خود بازگردد. مثلاً از یک اعتدال بهاری تا اعتدال دیگر. متوسط طول سال گرمسیری تقریباً 365.24 روز است.
سال شمسی یا گرمسیری در ایجاد سیستم‌های تقویمی که امروزه استفاده می‌کنیم، اساسی است. با این حال، طول واقعی یک سال گرمسیری کمی کمتر از 365.25 روز است، که منجر به نیاز به سال‌های کبیسه در سیستم تقویم میلادی برای همگام نگه داشتن سال تقویمی با سال نجومی می‌شود.
روش دیگر برای تعریف سال، اندازه‌گیری سال بیدریایی است، یعنی زمانی که زمین طول می‌کشد تا یک بار به دور خورشید نسبت به ستارگان ثابت بچرخد. این دوره حدود 365.256 روز است که کمی بیشتر از سال شمسی است. این تفاوت به این دلیل است که محور چرخش زمین در فضا پیشروی می کند و در طول زمان دیدگاه ما را نسبت به ستارگان تغییر می دهد.
سال ناهنجار زمان صرف شده برای زمین را برای تکمیل یک مدار به دور خورشید، از حضیض به حضیض، اندازه گیری می کند. حضیض نقطه ای در مدار زمین است که در آن نزدیک ترین نقطه به خورشید است. این دوره حدود 2596/365 روز است که به دلیل حرکت آهسته نقاط حضیض مدار زمین ناشی از فعل و انفعالات گرانشی با سیارات دیگر، کمی بیشتر از سال بیدریال است.
با توجه به فعل و انفعالات پیچیده در منظومه زمین-ماه-خورشید و تاثیر نیروهای گرانشی از اجسام دیگر در منظومه شمسی، طول سال می تواند کمی متفاوت باشد. تغییرات طولانی مدت در مدار و شیب زمین نیز بر طول و ویژگی های سال تأثیر می گذارد، مطالعه ای که به چرخه های میلانکوویچ معروف است، که پیامدهایی برای درک تغییرات آب و هوای زمین در طول هزاران سال دارد.
سال تقویمی روشی برای تقسیم زمان به روز، ماه و سال است که معمولاً توسط جوامع در سراسر جهان برای اهداف مدنی استفاده می شود. تقویم میلادی، پرکاربردترین سیستم تقویمی امروزی، بر اساس سال شمسی است، اما شامل یک مکانیسم تنظیمی است: سال کبیسه. این سیستم هر چهار سال یک روز دیگر یعنی 29 فوریه را به تقویم اضافه می کند تا اختلاف تقریباً یک چهارم روزه بین سال شمسی و سال تقویمی (365 روز) را محاسبه کند. فرمول تعیین سال کبیسه به صورت زیر است:
\( \textrm{یک سال، } Y \textrm{، یک سال کبیسه است اگر:} \) \( (Y \bmod 4 = 0 \textrm{ و } Y \bmod 100 \neq 0) \textrm{ یا } (Y \bmod 400 = 0) \)این تصحیح تضمین می‌کند که تقویم ما با فصول زمین و گردش به دور خورشید مطابقت دارد. با این حال، حتی با این سیستم، هنوز اختلافات جزئی وجود دارد که منجر به اصلاحات اضافی مانند حذف سال‌های کبیسه در علامت‌های قرن معینی می‌شود که بر 400 تقسیم نمی‌شوند.
مفهوم سال همچنین در نجوم برای اندازه گیری فواصل در فضا و زمان اساسی است. برای مثال، سال نوری واحدی از فاصله است که نشان‌دهنده مسافتی است که نور در یک سال، تقریباً 9.461 تریلیون کیلومتر طی می‌کند. این اندازه گیری به دانشمندان و ستاره شناسان کمک می کند تا فواصل وسیع بین اجرام آسمانی در جهان را منتقل کنند.
سال یک عنصر اساسی برای اندازه گیری زمان است که درک ما از زمین، جهان و گذر زمان را راهنمایی می کند. با کاوش در راه‌های مختلف برای تعریف و اندازه‌گیری یک سال، بینشی در مورد پویایی پیچیده سفر سیاره‌مان به دور خورشید، طراحی تقویم‌هایمان و ریتم‌های وسیع‌تر کیهان به دست می‌آوریم. از طریق این درک، ما می‌توانیم ارتباطات متقابل بین زمان، مکان و مکان خود را در همه آن درک کنیم.
