menu
AWESOME! NICE LOVED LOL FUNNY FAIL! OMG! EW!
Сверим часы: разница во времени
46
просмотров
Участники первого кругосветного путешествия Фернана Магеллана сделали немало чудных открытий, среди которых было одно обескураживающее: они обнаружили, что потеряли целый день жизни.

Так человечество впервые познакомилось с концепцией мирового времени и линией перемены дат.

Еще в глубокой древности люди догадывались, что время следует за солнцем, и чем дальше двигаться на запад, тем позже будет наступать рассвет, а если двигаться на восток, то все будет ровно наоборот. Но поскольку тогда никто не путешествовал с собственными часами, чтобы сверять их с местным временем, то и далеко идущих выводов из этих наблюдений не последовало.

Даже когда люди оторвались от видимых ориентиров суши и устремились в открытый океан, вычисления географических координат проводились с помощью астрономических параметров, не связанных со временем. Широта определялась по углу солнца в зените, а для определения долготы использовался довольно сложный метод лунных расстояний, требовавший одновременного проведения сразу трех наблюдений: высоты Луны над горизонтом, высоты Солнца (или другой звезды) над горизонтом и углового расстояния между ними.

Эти замеры не всегда удавалось проводить точно, представление о долготе у первых мореплавателей было крайне приблизительное, поэтому неудивительно, что их каравеллы зачастую долго плутали. А тех, кому повезло не заблудиться, иногда подстерегали шокирующие открытия.

Обогнать сутки

Итальянский дворянин Антонио Пигафетта, участвовавший в первом кругосветном плавании и ведший подробный дневник до самого возвращения на родину, описал странный эпизод, случившийся уже после убийства Магеллана на Филиппинах. Когда остатки команды на последнем уцелевшем корабле обогнули мыс Доброй Надежды и плыли вдоль западного побережья Африки, 9 июля 1522 года они были вынуждены высадиться на островах Зеленого Мыса, чтобы пополнить припасы. Пигафетта как главный хроникер экспедиции особенно интересовался календарем: «Чтобы определить, не ошиблись ли мы в счете дней, мы поручили сошедшим на берег спросить, какой сегодня день недели; они выяснили у жителей острова португальского происхождения, что сегодня четверг. Это нас сильно удивило, так как, по нашему мнению, была только среда. Мы не могли поверить, что ошиблись; я же был удивлен более других, поскольку, пребывая всегда в добром здравии, отмечал каждый день без исключения, описывая все события дня».

Аллегорическое изображение плавания Магеллана. Гравюра Иоганна Страдануса. 1592 г.

Впрочем, тут же Пигафетта сделал правильный вывод, что поскольку они плыли все время на запад и вернулись к тому же месту, то где-то они должны были выиграть 24 часа.

Вскоре из этого последовали практические выводы. В 1530 году голландский ученый Гемма Фризиус придумал метод определения долготы с помощью часов. Было замечено, что при каждом повороте Земли на 15о (один меридиан) время полудня сдвигается на один час вперед с востока на запад. Если замерить точное время в порту отправления, а затем сравнивать с солнечным временем в пути, то разница и будет составлять координаты долготы. Естественно, механизм для такого измерения должен быть максимально точным: в районе экватора отставание часов на несколько минут может дать погрешность в сотни морских миль.

Когда Великобритания захватила гегемонию в океане, в 1675 году по указу Карла II в лондонском пригороде Гринвиче была основана обсерватория специально для уточнения жизненно важных для мореплавателей координат, в первую очередь эталонного времени. А в 1713 году английский парламент объявил так называемый Акт о долготе — награду в 20 тысяч фунтов (4 миллиона на современные деньги) тому, кто представит реально точные часы королевскому флоту. В 1735 году часовщик-самоучка Джон Гаррисон смастерил первый морской хронометр Н1, показавший в испытательном плавании на паруснике «Центурион» из Лондона в Лиссабон лишь незначительное отклонение. Гаррисон продолжил работу и создал еще четыре экземпляра морских хронометров, вошедших во все учебники часового дела. Заслуженную награду от Комиссии долгот за модель Н5 мастер получил, наконец, в 1772 году, когда ему исполнилось 80 лет.

Первый морской хронометр Н1, изготовленный Джоном Гаррисоном в 1735 году

Пара минут

Хотя на планете оставалось все меньше белых пятен, вопрос меридианного времени по-прежнему считался проблемой моряков и совсем не волновал обитателей суши, за исключением разве что астрономов, поскольку им нужно были синхронизировать наблюдения. В 1785 году с помощью аккуратной перевозки через Ла-Манш восьми хронометров, изготовленных Джоном Арнольдом, была установлена точная разница долгот между Гринвичской и Парижской обсерваториями: она составила 9 минут 19,8 секунды. В XIX веке хронометры активно перемещали между английскими, немецкими, русскими и американскими обсерваториями, а начиная с середины столетия сигнал точного времени стали передавать по телеграфу.

На радость ученым у людей появилась возможность зажить по точному солнечному времени. При таких скрупулезных наблюдениях разница между «местными» часами в соседних городах могла составлять несколько минут, что зачастую сбивало с толку путешественников.

Чем больше люди путешествовали, тем яснее становилось, что им нужна не астрономическая точность, а унификация. В 1825-м в Англии был пущен первый пассажирский поезд. Развитие железных дорог в стране в конце концов привело к осознанию необходимости единого стандартного расписания, и к 1850 году все поезда в стране стали ходить по времени Гринвича, на которое вскоре были переведены и городские часы.

Хуже ситуация была в континентальной Европе, где голландские поезда ходили по времени, принятому в Амстердаме, а бельгийские — в Брюсселе. В Германии же местные астрономы получали особо садистское удовольствие, заставляя железнодорожников сверять свои часы с фактической разницей долгот в разных городах, например в Берлине и Мюнхене, для чего на станциях устанавливались специальные столбы с рисками, показывающими разницу в минутах.

Если подобные проблемы донимали жителей компактной Европы, то что уж говорить о транспортной системе США и Канады. Впрочем, в Западном полушарии мыслили прогрессивно. В 1869 году в Нью-Йорке прошел съезд железнодорожников, итогом которого стал проект «системы национального времени», практически идентичный современной поясной. Территорию США предлагалось расчертить на 4 меридиана с разницей в один час, чтобы при переходе из одного пояса в другой менялась только часовая стрелка, а минутная и секундная показывали одно и то же время. Единственное отличие этой системы заключалось в том, что за точку отсчета предлагалось взять вашингтонский меридиан.

Но поскольку в международной навигации уже давно нулевым меридианом считался Гринвичский, то после долгих споров было решено не множить сущности. В октябре 1884 года делегаты из 25 стран мира собрались на Международную меридианную конференцию в Вашингтоне, итогом которой стало рождение системы мирового поясного времени. Вначале она получила аббревиатуру GMT (Greenwich Mean Time, или Среднее время по Гринвичу), а в конце 1970-х была переименована в UTC, что является видоизменной аббревиатурой Coordinated Universal Time, то есть «Всемирное координированное время».

В 1852 году ворота Гринвичской обсерватории украсили часы Чарлза Шеппарда с 24-часовым циферблатом

Сколько в мире часовых поясов

Формально поверхность Земли поделена на 24 часовых пояса, время в которых отличается на один час. Но в реальности существует 37 часовых поясов: еще семь с получасовым и три с 45-минутным шагом, а также два дополнительных пояса UTC+13 и UTC+14, используемые на атоллах Тонга и Кирибати в районе линии перемены дат. В области полюсов меридианы сходятся, поэтому там нет официальных часовых зон. Например, в Антарктиде полярные станции живут по местному времени своих стран.

Обычно нестандартные зоны, не кратные часу, вводятся в удаленных и малонаселенных местах, чтобы больше соответствовать реальному солнечному времени, но есть и исключения, самое значительное из которых — Индия, живущая в поясе UTC+5:30. Существует остроумная версия, почему так получилось. Когда Индия находилась под британским управлением, англичане для быстрого подсчета времени в обеих странах придумали следующий фокус. Если посмотреть на часы в Лондоне ровно в 6 часов вечера, когда стрелки на одной линии, а затем мысленно поменять значения стрелок, то получится 12:30 — время в Дели. И не надо ничего высчитывать.




24 меридиана

Существуют два распространенных заблуждения о Вашингтонской конференции. Первое состоит в том, что проект 24 часовых поясов Земли с точкой отсчета от Гринвича был главной повесткой, а второе — в том, что после принятия резолюции на эту систему сразу перешел весь мир. Оба не соответствуют истине. Во-первых, 24-часовая система гринвичского времени была лишь одним из вариантов обсуждения и никем особо не лоббировалась. Но, безусловно, имел значение тот факт, что на нее еще до начала конференции перешли Великобритания, США, Канада и Швеция. Во-вторых, большинство европейских стран согласились использовать гринвичскую поясную систему только (!) на железных дорогах. И ее категорически отвергла Франция, упорно желающая жить по парижскому времени. Только в 1911 году был принят декрет, утверждающий во Франции и Алжире «парижское среднее время с задержкой на 9 минут 21 секунду», то есть фактически гринвичское время, но «с французским прононсом». И до 1970-х годов Франция жила по времени нулевого меридиана, лишь тогда перешла в пояс UTC+1. В России меридианное время приняли после революции в 1919 году, в стране было установлено 11 часовых поясов.

Первая в мире Стоктон-Дарлингтонская железная дорога была открыта в 1825 году

Как ни странно, но дольше всех введению UTC сопротивлялись астрономы, которым казалось, что местные жители потеряют что-то важное, если минутные стрелки во всех городах выставятся одинаково.

Абсурда истории добавил и пресловутый переход на летнее время, впервые предложенный в 1907 году лондонским строителем Уилльямом Уиллеттом. Для экономии освещения и улучшения настроения соотечественников он рекомендовал переводить часы в апреле на 20 минут вперед каждое воскресенье, а осенью по такой же схеме — на 20 минут назад. Тогда это нововведение подняли на смех, но уже во время Первой мировой войны идея продуктивного использования солнечного освещения нашла своих почитателей, и в Англии впервые был осуществлен перевод стрелок сразу на час.

Отдельное обсуждение вызвала и граница перемены дат, в свое время озадачившая моряков Магеллана. Логично было разместить ее на противоположной стороне от нулевого меридиана, где-то в Тихом океане. Официально линия никак не обозначена и является рекомендательной для государств. Существенный изгиб она делает в районе Берингова пролива, отделяя часовой пояс Аляски UTC−9 от российского крайнего пояса UTC+12. Также сдвигают линию перемены дат на тихоокеанских атоллах. Например, в 1995 году государство Кирибати поменяло часовой пояс островов архипелага Лайн с UTC−10 на UTC+14, чтобы в календарях всех островов Кирибати был один день.

Часы с мировым временем

Первые часы, показывающие время во всех 24 поясах планеты, изобрел швейцарский мастер Луи Коттье. Он родился в 1894 году в городке Каруже под Женевой в семье часовщика. Коттье-старший придумал свою систему исчисления времени в разных частях планеты еще в 1885-м, и считается, что эскизы отца подвигли Луи, открывшего в 1930-х годах собственную мастерскую в Женеве, на разработку модуля мирового времени. Свое знаменитое «кольцо городов» — вращающийся рант с нанесенными на нем названиями мировых столиц, символизирующих соответствующие пояса, — мастер изобрел в 1931 году. И сразу же предложил изобретение четырем крупнейшим женевским часовым фирмам: Patek Philippe, Rolex, Vacheron Constantin и Agassiz. В моделях первого поколения названия городов с Лондоном наверху были напечатаны прямо на циферблате и вращалось только кольцо с 24-часовой индикацией, а в 1940-х годах Коттье доработал систему, сделав кольцо городов вращающимся и добавив для мирового времени отдельную стрелку. Интересно, что сам изобретатель редко покидал регион Женевы и мирно скончался в 1966 году в родном Каруже.




Часы Patek Philippe с указателем мирового времени Луи Коттье

Квантовый триллер

Очевидно, что вращение планеты не является равномерным, поэтому длина солнечных суток имеет расхождение с календарными. В ХХ веке для корректировки UTC использовалось эфемеридное время, основанное не на обороте Земли вокруг своей оси, а на эталонном тропическом годе, а с 2001 года земное время исчисляется атомными часами с программой автоматической корректировки до секунды, чтобы «подтягивать» календарь к реальному солнечному дню.

Атомные часы с оптическим лазером, разработанные Институтом лабораторной физики JILA в Колорадо

Многие по-прежнему думают, что мировое время — это рекомендательная система, которую можно менять на свое усмотрение в зависимости от настроения. Однако чем больше мир связывается компьютерными системами, тем острее звучит вопрос их синхронизации, четко привязанной ко времени, не говоря уже о том, что на UTC основана международная система навигации и авиаперевозок.

Естественно, ученые все чаще задумываются о том, как бы вообще отобрать у людей власть над мировым временем и передать ее тому, кто поумнее — тем же компьютерам.

В 2014 году международная группа студентов из Гарварда, Йеля и Института Нильса Бора в Копенгагене опубликовала в журнале Nature Physics работу, посвященную квантовому мировому времени. Идея заключалась в том, чтобы расположить на орбите квантовую сеть часов, синхронизированных с Землей, космосом и друг с другом. Они не только будут знать точное время в каждой точке планеты, но и фактически этой планетой управлять, поскольку на их показаниях будет основываться работа телекоммуникационных сетей, транспорта, военного комплекса, наземных и космических обсерваторий и фондовых рынков. Возникает хороший сценарий для триллера.

Понравился материал? Вы можете поблагодарить автора! Поделитесь этой статьей со своими друзьями.

Ваша реакция?


Мы думаем Вам понравится