Trong nhận thức thông thường, một năm là quãng thời gian Trái Đất hoàn thành một vòng quay quanh Mặt Trời. Tuy nhiên, ít ai biết rằng có đến hai khái niệm khác nhau cùng định nghĩa “một năm”, đó là năm thiên văn (hay còn gọi là năm sao) và năm chí tuyến (hay năm nhiệt đới). Sự tồn tại song song của hai loại năm này không chỉ là vấn đề về cách tính thời gian mà còn hé lộ một sự thật tinh tế về cách Trái Đất chuyển động trong không gian vũ trụ.
Trước hết, để hiểu tại sao có hai “năm” khác nhau, cần nhìn lại bản chất chuyển động của hành tinh chúng ta. Trái Đất vừa tự quay quanh trục của mình, vừa chuyển động theo quỹ đạo quanh Mặt Trời.
Một vòng quay quanh trục mất khoảng 24 giờ và đó là một ngày. Một vòng quay quanh Mặt Trời, về mặt hình học, được xem là một năm. Nhưng vì trục quay của Trái Đất nghiêng khoảng 23,4 độ so với mặt phẳng quỹ đạo, nên điểm Mặt Trời chiếu vuông góc với bề mặt Trái Đất luôn di chuyển từ chí tuyến Bắc xuống chí tuyến Nam và ngược lại trong suốt chu kỳ này. Chính hiện tượng này tạo ra bốn mùa mà chúng ta cảm nhận: xuân, hạ, thu, đông.
Nếu chỉ tính toán một cách lý tưởng rằng Trái Đất đi tròn quanh Mặt Trời và trở lại đúng vị trí cũ so với các ngôi sao xa xôi, ta sẽ có được năm thiên văn. Nhưng trong thực tế, vì trục Trái Đất không cố định mà “rung lắc” chậm rãi theo thời gian, điểm đánh dấu sự bắt đầu của mùa xuân (xuân phân) lại di chuyển. Chính sự dịch chuyển này khiến năm chí tuyến, tức khoảng thời gian giữa hai lần Mặt Trời đi qua điểm xuân phân, ngắn hơn một chút so với năm thiên văn.
Cụ thể, một năm thiên văn dài khoảng 365 ngày, 6 giờ, 9 phút và 10 giây (tương đương 365,2564 ngày). Trong khi đó, năm chí tuyến chỉ dài 365 ngày, 5 giờ, 48 phút và 46 giây (tức 365,2422 ngày). Sự chênh lệch khoảng 20 phút 24 giây này nghe có vẻ nhỏ, nhưng trên thang thời gian hàng thế kỷ, nó tạo nên khác biệt đáng kể trong việc xác định ngày tháng và mùa vụ.
Để tiện cho các phép tính thiên văn, giới khoa học còn đặt ra một khái niệm trung gian: năm Julian, có độ dài chuẩn là 365,25 ngày (tương đương 31.557.600 giây). Dựa trên cơ sở đó, người ta có thể xác định các đơn vị vũ trụ như “năm ánh sáng”, tức quãng đường ánh sáng đi được trong một năm, bằng khoảng 9,46 nghìn tỷ km.
Vậy đâu là năm “chính xác hơn”? Câu trả lời phụ thuộc vào mục đích sử dụng. Nếu muốn xác định vị trí của Trái Đất trong không gian so với các ngôi sao cố định, năm thiên văn là thước đo chính xác. Ngược lại, nếu quan tâm đến sự thay đổi của mùa và khí hậu, năm chí tuyến mới là cơ sở để đo lường thời gian thực tế trên Trái Đất. Chính vì thế, lịch Gregory mà nhân loại đang dùng với quy tắc năm nhuận 4 năm một lần được xây dựng dựa trên năm chí tuyến.
Sự khác biệt giữa hai loại năm bắt nguồn từ một hiện tượng được gọi là “tuế sai” hay “tiến động” của trục Trái Đất. Trái Đất không phải là một hình cầu hoàn hảo; nó hơi phình ra ở xích đạo và bị dẹt tại hai cực. Lực hấp dẫn không đồng đều từ Mặt Trăng và Mặt Trời tác động lên phần phình này tạo ra mô men xoắn, khiến trục quay của Trái Đất dao động giống như con quay bị nghiêng. Chu kỳ của sự dao động này kéo dài khoảng 25.800 năm, khiến vị trí trục quay vẽ nên một vòng tròn ảo trên bầu trời.
Do hiệu ứng đó, điểm xuân phân di chuyển chậm chạp về phía tây khoảng 50,3 giây cung mỗi năm, tương đương một độ sau mỗi 71 năm. Điều này đồng nghĩa rằng, theo thời gian, vị trí Mặt Trời tại thời điểm xuân phân dần thay đổi so với các ngôi sao xa xôi và chính sự thay đổi nhỏ bé ấy là nguyên nhân khiến năm chí tuyến ngắn hơn năm thiên văn.
Hiện tượng tiến động không chỉ ảnh hưởng đến các phép tính thiên văn mà còn làm thay đổi cả “ngôi sao Bắc Cực”. Vào thời Ai Cập cổ đại, ngôi sao Alpha Draconis (trong chòm sao Thiên Long) từng là sao Bắc Đẩu, điểm mà trục Trái Đất hướng đến. Ngày nay, sao Bắc Cực của chúng ta là Alpha Ursae Minoris, và trong khoảng 12.000 năm tới, ngôi sao Vega trong chòm Thiên Cầm sẽ giữ vị trí đó.
Điều thú vị là hiện tượng tiến động được con người phát hiện từ rất sớm. Nhà thiên văn Hy Lạp Hipparchus vào khoảng năm 130 trước Công nguyên là người đầu tiên nhận ra rằng điểm xuân phân không cố định mà dịch chuyển chậm theo thời gian – một khám phá vĩ đại đặt nền móng cho thiên văn học cổ điển.
Ở phương Đông, học giả Trung Hoa cổ đại Ngu Hỉ vào thế kỷ IV sau Công nguyên cũng độc lập ghi nhận hiện tượng tương tự, ước tính tốc độ di chuyển của điểm xuân phân khoảng một độ sau mỗi 50 năm, gần sát với con số hiện đại.
Ngày nay, nhờ những thiết bị đo lường chính xác, con người hiểu rõ rằng sự “rung lắc” của Trái Đất tuy rất nhỏ nhưng mang ý nghĩa vô cùng lớn. Nó ảnh hưởng đến lịch, mùa vụ, định vị vệ tinh, thậm chí cả cách chúng ta quan sát những vì sao. Khi các nhà thiên văn nói về năm sao và năm chí tuyến, họ không chỉ đang bàn về thời gian mà còn đang nhắc đến nhịp điệu bí mật của hành tinh chúng ta trong vũ trụ.
Vì vậy, nếu có ai hỏi “năm nào chính xác hơn?”, câu trả lời hợp lý nhất là: cả hai đều chính xác, chỉ là mỗi loại đo lường một khía cạnh khác nhau của chuyển động Trái Đất. Một loại thuộc về vũ trụ học, và loại kia thuộc về đời sống nhân gian, nơi con người đong đếm thời gian bằng mùa màng, bằng ánh sáng Mặt Trời và bằng sự tuần hoàn bất tận của thiên nhiên.
