Als sinds mensenheugenis proberen we ons leven te organiseren volgens het ritme van de hemellichamen. De oude Egyptenaren zaaiden elk jaar hun gewassen in op de nacht waarop de helderste ster van het firmament verdween, terwijl historici in het oude Griekenland en Rome zich eveneens op de sterren richtten om gebeurtenissen in de tijd vast te leggen. Religieuze leiders eisten dat vastendagen samenvielen met specifieke seizoenen en maanfases.

Bizarre regels en schrikkeldagen

Dat bleek geen simpele taak, zegt John Lowe, voormalig hoofd van de afdeling tijd en frequentie van het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST). ‘Het komt erop neer dat het aantal omwentelingen van de aarde rond zijn as, oftewel het aantal dagen, geen verband houdt met de tijdsduur waarin de aarde rond de zon draait, oftewel het jaar.’

Het tropisch jaar is ongeveer 365,2422 dagen lang. Geen kalender met hele dagen kan die precisie uitdrukken, en het negeren van de ogenschijnlijk onbeduidende cijfers achter de komma veroorzaakt grotere problemen dan je zou denken. ‘We hebben een kalender bedacht die heel dicht in de buurt komt,’ zegt Lowe, ‘maar om die te laten werken moet je er bepaalde schrikkeldagen met vrij bizarre regels aan toevoegen.’

Problematische kalenders

Pogingen het ritme van onze dagen te laten aansluiten op het ritme van de natuur leidden vanaf het begin al tot problemen. In de oudste Egyptische beschaving (van vóór 3100 v.C.) en andere culturen, van China tot Rome, werden maankalenders gebruikt. Maar de maanmaand duurt gemiddeld 29,5 dagen, wat een jaar van slechts 354 dagen oplevert.

Door dit verschil van elf dagen liepen samenlevingen met maankalenders al snel uit de pas met de seizoenen. Andere oude kalenders, afgeleid van het vijfduizend jaar oude systeem van de Soemeriërs, verdeelden een jaar simpelweg in twaalf maanden van elk dertig dagen. Het jaar met 360 dagen was bijna een week korter dan de jaarlijkse reis van de aarde rond de zon. ‘Toen de Egyptenaren deze kalender invoerden, wisten ze dat ze een probleem hadden,’ zegt Lowe. ‘Dus voegden ze er aan het einde van het jaar gewoon vijf feestdagen aan toe.’

Oplossing van Caesar

Tegen de tijd dat Julius Caesar zijn beroemde affaire met Cleopatra had, week de Romeinse maankalender zo’n drie maanden af van het tropisch jaar – ondanks pogingen de kalender met behulp van tussendagen of -maanden te corrigeren. Om aan deze chaos een einde te maken, richtte Caesar zich op de Egyptische kalender van 365 dagen, die al in de derde eeuw v.C. was ingevoerd en gebruikmaakte van schrikkeljaren om de kalender elke vier jaar te corrigeren.

Eerst kondigde Caesar in 46 v.C. één jaar van 445 dagen af (het annus confusionis of ‘jaar van verwarring’), om de afwijking die zich had opgehoopt in één keer ongedaan te maken. Daarna voerde hij een kalender van gemiddeld 365,25 dagen per jaar in, waarbij er om de vier jaar een schrikkeljaar bestond.

Zelfs dit systeem was niet waterdicht, want de kwart dag die gemiddeld elk jaar aan de kalender wordt toegevoegd, is iets langer dan die cijfers achter de komma van het tropisch jaar: 0,242 dagen. Daardoor liep de kalender elf minuten voor op het tropisch jaar, waardoor ze na 128 jaar een volle dag van elkaar afweken.

Gregoriaanse kalender

Tegen de zestiende eeuw had dit minieme verschil ervoor gezorgd dat belangrijke datums, waaronder christelijke feestdagen, zo’n tien dagen waren opgeschoven. Paus Gregorius XIII vond deze situatie onhoudbaar, dus voerde hij in 1582 zijn gregoriaanse kalender in.

‘Gregorius XIII hervormde de kalender door in de maand oktober van dat jaar tien dagen ‘af te schaffen’,’ zegt James Evans, natuurkundige aan de University of Puget Sound in de VS. ‘Daarna veranderde hij de regels voor schrikkeldagen om het probleem te corrigeren.’ Nu worden schrikkeljaren die deelbaar zijn door honderd, zoals het jaar 1900, overgeslagen – tenzij ze óók deelbaar zijn door vierhonderd, zoals het jaar 2000, waaraan dus wél een schrikkeldag werd toegevoegd.

Toekomstige problemen

Dankzij dit systeem bedraagt de gemiddelde duur van één jaar nu 365,2425 dagen – en is daarmee slechts een halve minuut langer dan het tropisch jaar. In dat tempo zal het 3300 jaar duren voordat de Gregoriaanse kalender één dag afwijkt van de seizoenscyclus op aarde. Het betekent wél dat toekomstige generaties tegen die tijd een besluit moeten nemen over het gebruik van schrikkeljaren. ‘Over drieduizend jaar moeten ze beslissen welke correctie ze willen doorvoeren,’ zegt Lowe. ‘Maar dat zien we dan wel weer.’