Vì theo lịch thông thường chúng ta chỉ có 365 ngày nhưng trên thực tế Trái Đất phải cần 365 ngày, 5 giờ, 48 phút và 46 giây để quay quanh mặt trời, trải qua đủ 4 mùa trong 1 năm.

Hàng năm, thời gian theo lịch của chúng ta thường bị chậm khoảng ¼ ngày so với năm dương lịch. Theo thời gian, ngày 1/1 sẽ dần tới sớm hơn trong mùa đông, sau đó là vào mùa thu. Sau khoảng 780 năm, ngày đầu năm mới sẽ trùng với ngày hạ chí.

Nếu chúng ta không bao giờ có năm nhuận, hiện giờ có lẽ chúng ta đang ở khoảng giữa năm 2017.

Với giả thiết rằng chúng ta bắt đầu tính từ thời Julius Caesar đại đế và Cleopatra vào năm 46 trước Công Nguyên (CN). Trên chuyến hành trình tới Alexadria, qua sự sắp xếp Cleopatra, Caesar đã gặp các nhà thiên văn Ai Cập. Người Ai Cập đã tìm ra được điều mà người La Mã bỏ qua: đó là các ngày  không trùng khớp trong 1 năm.

Có khoảng 365,2422 ngày mỗi năm. Và con số này đang dần rút ngắn do lực thủy triều khiến quỹ đạo Trái Đất chậm lại.

“Trong xã hội hiện đại ngày nay, công cụ tính thời gian mà chúng ta sử dụng, Trái Đất, không đủ độ chính xác như chúng ta mong muốn. Những sự vật trong tự nhiên luôn trở thành đồng hồ của chúng ta, nhưng chúng ta lại thường phải điều chỉnh chúng.” – David Ewing Duncan, tác giả cuốn sách “Lịch: Cuộc đấu tranh của nhân loại để xác định được một năm thực sự và chính xác” cho biết.

Vì vậy mới có năm nhuận và ngày nhuận là vào ngày 29/2.

Với cách tính lịch mới của Ceasar, cứ sau 3 năm 365 ngày Đế chế La Mã sẽ có 1 năm 366 ngày. Theo cách này, lịch sẽ tiếp tục bị “nhuận” để khiến nó trùng với năm dương lịch trước khi 2 hệ thống tính thời gian này bị đẩy xa nhau.

Danh sách các năm nhuận kể từ 2012 

Mỗi năm sẽ có 365,25 ngày.

Để sẵn sàng cho việc chuyển đổi Caesar phải khiến lịch La Mã có thể theo kịp năm dương lịch. Cho tới sau này, người La Mã đã sử dụng thêm lịch âm. Nhưng vào năm 46 trước CN, Caesar đã đưa thêm vào lịch 80 ngày, sự kiện được biết đến như “năm bị nhầm lẫn”.

Điều không may đó là kế hoạch lặp lại 1 năm nhuận sau mỗi chu kỳ 4 năm đã vượt quá mốc. Theo Duncan sự khác biệt giữa phần tăng thêm 0,2422 ngày trong năm dương lịch và phần tăng thêm 0,25 ngày trong lịch dương tương đương 11 phút và 14 giây. Nghe qua thì có vẻ không nhiều nhưng sau mỗi 4 năm thời gian trên lịch sẽ bị giảm khoảng 45 phút và sau 125 năm, lịch sẽ bị mất 1 ngày.

Lịch theo cách tính của Ceasar vẫn chưa được cố định trong suốt 1.600 năm. Cuối cùng, vào giữa những năm 1570, người ta đã thuyết phục Giáo hoàng Gregory XIII cần phải làm một điều gì đó. Số ngày bị giảm quá nhiều khiến khó có thể theo dõi các ngày lễ, đặc biệt là lễ Phục Sinh.

Vì vậy đức Giáo hoàng đã cho cải tổ lại lịch với mục tiêu tìm ra ngày Phục Sinh – và các ngày khác – một cách chính xác và đúng đắn.

Ủy ban cải cách khẳng định rằng lịch của Ceasar đã đưa thêm ngày nhuận vào quá thường xuyên và thực tế theo tính toán của họ thì lịch đã bị mất 10 ngày.

Hội đồng này đã đề nghị bỏ 10 ngày ra khỏi lịch và đề ra thêm một quy tắc đối với hệ thống năm nhuận đó là: bỏ qua 3 trong số 4 năm nhuận mà con số cuối của năm đó là “00”. Nhưng nếu năm đó chia hết cho 400, ngày nhuận sẽ được giữ nguyên. Đó là lý do tại sao năm 2000 lại là năm nhuận trong khi các năm 1900, 1800 và 1700 lại không phải. Ngày nhuận sẽ bị bỏ qua trong năm 2100 nếu lịch Gregorian (Công lịch) vẫn không đổi trong 84 năm tính từ lúc này.

Các nước Công giáo La Mã đã nhanh chóng chấp nhận hệ thống lịch mới của Giáo hoàng. Tuy nhiên các quốc gia Tin Lành vẫn tỏ ra nghi ngờ những yêu cầu từ Rome. Nhiều nơi không chấp nhận lịch này cho tới tận năm 1775.

Duncan cho biết Anh và các nước thuộc địa Châu Mỹ của mình thực hiện việc chuyển đổi vào năm 1752. Và sau đó họ phải bỏ qua 11 ngày để bắt kịp với Công lịch.

Nhưng Công lịch cũng vẫn chưa chính xác. Mỗi năm nó bị mất khoảng 26 giây.

Theo Duncan sự khác biệt này sẽ tăng dần lền cho tới một ngày nào đó trong năm 4909 - “Khi đó chúng ta có thể quyết định chuyển đổi mọi thứ một lần nữa”.

Vấn đề năm nhuận sẽ đơn giản hơn nhờ các phương tiện kỹ thuật hiện đại (Ảnh: design-milk)

Điều đó có thể sẽ không cần thiết. Bởi hệ thống xác định thời gian của chúng ta hiện gần như thoát ly khỏi mặt trời và dựa vào đồng hồ nguyên tử.

Thay vì xác định giây là một phần nhỏ của một ngày, hiện chúng ta sử dụng máy tính để đếm số dao động của nguyên tử cesium: 9.192.631.770 dao động của chúng tạo thành 1 giây. Điều này chính xác hơn nhiều so với việc theo dõi sự chuyển động của Trái Đất quanh mặt trời.

Nhưng nó không hoàn toàn sắp xếp lịch của chúng ta, với các tháng có sự khác biệt giữa 30 và 31 ngày (hay 28 và 29 ngày). Những lịch khác sẽ góp phần sửa chữa các vấn đề này.

Năm 1792, người Pháp đã đưa ra một loại lịch có 12 tháng 30 ngày. Mỗi tuần có 10 ngày. Và họ đưa thêm 5 ngày (hoặc 6 vào một năm nhuận) vào cuối của mỗi năm. Đó là các ngày nghỉ lễ.

Một loại lịch khác được nghĩ ra vào năm 1902 có tới 13 tháng 28 ngày. Mỗi tháng sẽ bắt đầu vào ngày Chủ Nhật và kết thúc vào ngày Thứ 7.

Mỗi năm cũng sẽ kết thúc bằng “ngày trong năm”. Vào năm nhuận, ngày nhuận sẽ được đưa thêm vào giữa năm.

Với tất cả những việc trên, từ thời gian nguyên tử các nhà khoa học có thể chỉ ra Trái Đất cách xa như thế nào. Và họ có thể thường xuyên đưa thêm một giây nhuận vào để khiến những chiếc đồng hồ của chúng ta được đồng bộ với hành tinh đang bị chậm lại của mình.

“Định nghĩa thống nhất về thời là thời gian nguyên tử. Ngày được tính dựa trên Trái Đất có sự bất ổn của nó. Nó không ổn định” – Bob Tjoelker, chuyên gia giám sát phối hợp với mạng lưới Deep Space Network của NASA tại phòng thí nghiệm Jet Propulsion ở La Canada Flintridge cho biết.

Tjoelker biết điều này bởi nhóm của ông quản lý mảng các thiết bị anten sử dụng thời gian để theo dõi các tàu vũ trụ trong không gian.

“Những giây nhuận là một vấn đề rất rất lớn đối với việc định hướng trong không gian xa” – Tjoelker cho biết và giải thích thêm rằng chỉ 1 nano giây – một phần tỷ của giây – bị mất sẽ tương đương với 1 bước chân trong không gian.