Међународна дата линија (ИДЛ) је замишљена - и произвољна - линија на земљиној површини која тече од Северног пола до Јужног пола. Када пређете на ИДЛ, дан и датум се мењају. Ако га пређете на путу ка западу, дан ће се померити за један, а датум се повећава за један. Ако га пређете путујући ка истоку, догађа се супротно.
ИДЛ није питање међународног права, али је један од ретких стандарда који се прихвата на глобалном нивоу. ИДЛ је кључан за глобалну међусобну повезаност, тренутну комуникацију, мерење времена и конзистентне међународне базе података. Углавном се ради о погодности, трговини и политици. ИДЛ се догодио из потпуно истих разлога као и појава Интернета - он функционише и живот мало олакшава. Пре него што разговарамо о томе како и зашто је настала међународна линија, прво треба да размотримо питање задржавања времена.
"Да ли неко заиста зна колико је сати?"
У дане пре механичких сатова време се мерило углавном сунчаним сатима. Људи су се ослањали на дефиницију да је "подне" када је сунце било највише на небу, а према југу. Један "дан" је био једноставно време између два узастопна "поднева". Већина градова на планети поделила је сатове том циклусу, и све је било добро - барем у било ком одређеном граду.
Проблем је био у томе што је сваки град доживио подне у своје (очигледно) 12:00 поподне. У зависности од земљописне дужине, суседни градови могли би имати време рецимо 23:45 или 12:15. приказани на њиховим сунчаним сатима. Близу екватора, путовање према западу за око 1.600 километара, одлаже долазак у подне за један сат.
У 19. веку, појава трансконтиненталних железница даље је компликовала ствари. Тог века су такође постали широко доступни тачни механички часовници. Путници су ресетовали сатове по неколико минута на свакој станици на истоку или западу. То је у најбољем случају било незгодно.
Такође у том веку, појава телеграфије створила је временске прилике за комерцијалне и војне субјекте - ране људе. Телеграф, који је 1832. изумио Павел Сцхиллинг, био је први прави систем „тренутних порука“ (ИМ). Омогућила је комуникацију на великим даљинама помоћу електричне енергије, која се креће (скоро) брзином светлости.
Телефон који је Александер Грахам Белл патентирао 1876. године био је други такав систем ћаскања. И наравно, да бисте ефикасно користили било који систем, корисно је знати тактно време на локацијама пошиљаоца и примаоца.
Ширине и дужине
Пре него што објаснимо како су временске зоне решавале ове проблеме са сатом, направимо брзи преглед географске ширине и дужине. Око 150. пне. Хипсарх из Ницеје, грчки математичар и астроном, предложио је глобалну мрежу дужинских и географских ширина за мерење положаја. То је био координатни систем за лоцирање тачака на површини сфере. Вертикална осовина мери "географску ширину", а водоравна "дужина". Иако древна, његова идеја пропадала је више од миленијума.
Током доба открића, почев од 15. века, картографи су видели потребу за стандардизованим мерењем ширине и дужине. Ако је ваша намјера да мапирате или затражите географску локацију, морате недвосмислено описати њен положај. Британија је тада „владала таласима“ и преузела рано водство у овом подухвату.
Португал и Шпанија, друге велике поморске нације, користиле су сопствене системе, али су се на крају пребациле у Енглеску. Ширина је била мање питање од дужине, јер није било спора око тога где су полови (географска ширина 90 степени северно и 90 степени јужно) и екватор (ширина 0 степени). Међутим, избор почетне тачке за мерење дужине (меридијан од 0 степени) био је произвољан. Више се заснивало на националном поносу и практичности.
Године 1851. Енглеска је одредила главни Меридијан (0 степени географске дужине) као меридијан који пролази кроз опсерваторију Греенвицх. Они су били доминантна поморска нација у том добу, имали су колоније широм света, користили су најсавременије механичке сатове и били су научно квалификовани за успостављање стандарда. Чули сте изреку "Сунце никада не залази у Британском царству." То је некада била истина. Енглеска је имала колоније широм света, тако да је увек било "дневно" негде у Британском царству. Британија је имала предност.
Временске зоне
До другог дела 19. века, научници, железнице и друге привреде у развоју осетиле су потребу за глобалним стандардом времена. Први такав систем, који користи 24 стандардне временске зоне, предложио је сир Сандфорд Флеминг 1876. Сандфорд је био шкотски инжењер, који је помогао у дизајнирању канадске железничке мреже. Његов систем није службено санкционисао ниједан глобални ентитет, али до 1900. године покренуо је усвајање система временске зоне који је у употреби данас. Нација по нацији, свет се укључио у Флемингову идеју.
Унутар сваке временске зоне сви би сатови били постављени на просечно време које најбоље представља место где се сунце налази на небу. То време се зове средње соларно време. Сунчани сунци, за поређење, мере привидно соларно време, понекад звани истинско соларно време.
Процес временске зоне почео је 1883. за Сједињене Државе, када је нација подељена у четири стандардне временске зоне. Свака зона била је концентрисана на меридијан дужине:
- Источно стандардно време (ЕСТ) на 75 степени З (западно од почетног меридијана)
- Централно стандардно време (ЦСТ) на 90 степени В
- Планинско време (МСТ) на 105 степени В
- Пацифичко стандардно време (ПСТ) на 120 степени З
Уједињено Краљевство је већ започело сличан процес, а остатак света убрзо је уследио његов случај. До 1900. године глобални систем временских зона које данас користимо био је прилично добро успостављен. Повећање глобалне повезаности захтевало је универзални систем мерења времена, а стандардне временске зоне били су одговор.
Већина временских зона не слиједе прецизно меридијане дужине. Они цик-цакају према потреби како би се острва, мање земље и велика градска подручја задржали у исто време - очигледан уступак.
Стандардне временске зоне су широке 15 степени, пошто је 360 степени подељено са 24 сата једнако 15 степени на сат. Броје се по сатима почевши од почетног меридијана (дужина 0 степени), који пролази кроз Греенвицх, Енглеска. Греенвицх сат приказује оно што се зове Греенвицх Меан Тиме (ГМТ). Систем нумерирања олакшава проналажење времена у другим зонама.
На пример, Калифорнија, осам временских зона западно од Греенвицха, налази се у зони која се назива пацифичко стандардно време (ПСТ). Та зона је такође означена са „ГМТ-8“ или ГМТ + 16. “Дакле, ако је време у Греенвицху 12:00 поподне, време у Калифорнији је 4:00 (12:00 - 8 сати).
ГМТ вс. УТЦ
Од 1972. године, ГМТ је у великој мери замењен УТЦ (Универзално координисано време). Када су 1950. године изумљени атомски сатови, постало је могуће измерити време тачно бољом од оне коју пружа ротирајућа Земља.
ГМТ је био систем „просечног времена“ заснован на телескопским опажањима из Греенвицх Обсерватори. УТЦ, док је синхронизован са ГМТ, узима у обзир мале разлике у брзини ротације Земље. Повремено се светском сату додаје (или одузима од) сат „секунде за скок“ - то је исправка између ГМТ и УТЦ. Период ротације Земље може да варира од тачно 24 сата у било ком делу секунде, зависно од геолошких поремећаја.
На пример, док се глечери топе, долази до преноса масе са виших географских ширина према екватору. Као и код клизача који успорава брзину центрифуге ширењем руке или ноге, закон очувања угаоног замаха захтева смањење брзине центрифуге да би се компензирала ова прерасподјела масе. Научници процењују да је земљотрес јачине 9,0 у Јапану 2011. године померио довољно масе од екватора да би дан скратио за 1,8 микросекунди (0.0000018 с).
Астрономи морају такође узети у обзир разлику између привидног и средњег времена. Та разлика ће зависити од тога колико се источно или западно налази у временској зони, као и од једначине времена, која зависи од датума. А ту је и она збуњујућа корекција која се зове Љетно рачунање времена (ДСТ). Али опет, да бисмо разумели ИДЛ, можемо занемарити ове компликације.
Шта је ИДЛ?
Сви знамо да се дан и датум мењају у поноћ, без обзира на вашу локацију на планети. Али да бисте користили глобални систем временске зоне са ИДЛ-ом, дан и датум морају бити одвојени два локације - круг не можете поделити на два дела једним „пресеком“. Решење је 1884. године обезбедила Међународна конференција о меридијанима (ИМЦ), одржана у Вашингтону, Д.Ц., и којој су присуствовали представници 26 земаља.
ИМЦ је одабрао меридијан од 180 степени као други "пресек", не зато што је био директно насупрот почетног меридијана (било који меридијан је могао бити и други "пресечени"). Меридијан од 180 степени изабран је јер пролази углавном кроз отворени океан у централном Тихом океану, зигингирајући и заговарајући да задржи нације на дан и дан. Дакле, избор од 180 степени био је произвољан, али је успоставио ИДЛ који се користи и данас.
Иако ИДЛ почиње на средини своје временске зоне УТЦ ± 12 на оба пола - тачно на дужини од 180 степени - већи део своје дужине помера се ка истоку и поклапа се са источном ивицом своје временске зоне, која такође зигује и загс. Дно црта је, овај смештај одржава острвске државе Океаније свака на свој сат и календар. Али постоје изузеци.
Острва која су прескочила дан
Нешто пред поноћ, 29. децембра 2011. године, Самоанци су се окупили око куле са сатом у главном граду Апиа како би прославили историјски тренутак скока на другу страну Међународне датумске линије.
Како је сат ударио у 12:00 сати, становници Самое, заједно са својим суседима на острву Токелау, одјурили су напред у суботу, 31. децембра 2011. године - у потпуности прескочивши петак. Острва се сада сматрају западном страном ИДЛ-а на источној хемисфери. Конкретно, променили су временску зону са УТЦ-11 у УТЦ + 13.
Одлука је била економска. Иако је Самоа у претходном веку водила већину свог пословања са Сједињеним Државама, ово трговање значајно се прешло на азијско-пацифички регион, нарочито на Нови Зеланд и Аустралију.
Иако је Самоа била географски ближа пацифичким земљама, постојала је врло мучна разлика у трајању од 23 сата између Самое и Новог Зеланда и 21-сатна разлика између Самое и источне обале Аустралије, према ЕартхСки Цоммуницатионс. У настојању да што боље синхронизују своје радне недеље са главним трговинским партнерима, две острвске земље одлучиле су да скоче на ИДЛ.
У чланку објављеном 28. децембра 2011. године у Гуардиану, премијер Самое, Туилаепа Саилеле Малиелегаои изразио је непријатност са претходном ситуацијом ИДЛ-а:
"У послу са Новим Зеландом и Аустралијом губимо два радна дана у недељи. Док је овде петак, субота на Новом Зеланду, а када смо у недељу у цркви, они већ послују у Сиднеју и Бризбејн. "
Овај прелазак на ИДЛ био је самопоуздање за Самоанце. Пре више од једног века, држава је била на западној страни ИДЛ-а, али је 1892. одлучила да пређе на источну страну како би била ближа америчком времену. Тако су самоанси током 119 година били сведоци последњег заласка сунца и последњи су звонили у Новој години - сада су један од првих.
Нажалост, увек ће се догодити нека непријатност која живи тако близу ИДЛ-у: Сада постоји 24-часовна разлика између Самое - смештене на западном делу ланца острва Самоа - и америчке Самое на источној страни.
Тонга је такође волела да буде на УТЦ + 13 (или УТЦ-11) из разлога трговине и погодности. Острва Цхатхам, скоро 500 миља (800 км) источно од Новог Зеланда, поставља сатове на УТЦ + 12,75, стварајући временску зону "сирочад" унутар УТЦ ± 12. Фракцијски временске зоне користе се на 16 локација широм свијета. Земље једноставно бирају оно што им најбоље одговара.
Погледајте како ИДЛ ради
У видео снимку проучите тај први паузирани кадар пре него што притиснете "репродукуј". Приказује ИДЛ (бела линија) у поноћној тачки. Ради етикете, рецимо да зелени клин представља први сат суботе. Плави део Земље је још увек у петак. Црвени део (који ће се појавити касније) биће у недељу.
Тај зелени клин је прва временска зона западно од ИДЛ-а. Запад је у смеру казаљке на сату као што се види у овом погледу изнад Северног пола. Напомињемо, ова зелена временска зона:
- је широк 15 степени, обухвата 1/24 обима Земље и један сат времена;
- је концентрисан на меридијану од 180 степени;
- протеже се од дужине 172,5 степени до дужине 187,5 степени;
- подудара се са ИДЛ дужином највеће источне границе;
У тренутку када ИДЛ прође поноћ, цела временска зона региструје почетак новог дана. Све локације у одређеној временској зони морају бити у истом сату. Постоје изузеци: нације (и региони унутар нација) који су се одустали од ДСТ-а и они који су одлучили да користе фракцијске временске зоне. Али то за сада можемо игнорисати.
Модел ове анимације идеализован је на више начина. Најважније је да су све временске зоне широке тачно 15 степени и усредсређене на 24 равномерно постављена меридијана дужине. Такође, ИДЛ тачно прати источну ивицу целокупне временске зоне УТЦ ± 12. Ствари нису стварне у стварном свету, али увелико поједностављују мој модел.
Сада слободно погодите „играј“. Погледајте како се плави петак смањује како расте зелена субота. Погледајте шта се дешава када се ИДЛ врати у поноћ, а сутрадан и датум започну. Видећете црвену недељу „одмотавање“ и замењивање зелене суботе док се земља окреће. Помоћу клизача идите напред и назад и гледајте како се то дешава.
У вези ИДЛ-а треба приметити две ствари. Прво, у било којем тренутку на Земљи су на снази два узастопна дана и датума. Ти дани и датуми раздвојени су ИДЛ-ом који води од Северног пола до Јужног пола (приближно) дуж меридијана дужине 172,5 степени.
Друго, та два дана и датуми су такође подељени поноћном линијом, меридијаном тачно насупрот сунцу. Дакле, на земљи постоје заиста две „датумске линије“ - једна се ротира са планетом (ИДЛ), а друга остаје фиксирана на поноћном меридијану. На супротним странама обе „линије датума“, дан и датум су увек различити.
Греенвицх, имамо проблем ...
Али чекај. Чини се да постоји изузетак од тог правила. Чини се да је цео глобус на свету исти дан и датум по један сат сваког дана. Почиње када источна ивица временске зоне УТЦ-11 погоди поноћ. Завршава се када источна ивица следеће временске зоне, ИДЛ (УТЦ ± 12), погоди поноћ. У то време нови дан почиње да се не окреће.
Погледајте поново анимацију ако је нисте ухватили. То траје само један сат или око секунде у видеу. Видећете га два пута, сваки пут када се ИДЛ приближи поноћ.
Али, као што је раније објашњено, ово је идеализовани модел. Многе временске зоне у близини ИДЛ-а „генерисане“ су до тачке у којој је то никад истог дана широм света. Заправо, то је бесконачно мали "тренутак", када ИДЛ погоди поноћ.
Постоје неки изузеци од тог сценарија. На пример, острва Мидваи су у УТЦ-11, а Марсхаллова острва су у УТЦ ± 12. Погледајте ову детаљну карту временских зона у том подручју. Ако користите значајку Планер сусрета на серверу светског времена за ова два острва, видећете да они заиста деле исти дан и датум за последњи час у дану, као што показује и моја анимација. Резултат можете видети овде.
Постоје и друге комбинације које дају исти резултат. Суштина је да се временске зоне толико помешају у овој регији да су прекршена многа „правила“. На пример: Прелазак на ИДЛ мења дан и датум, али не и време. Изузеци постоје за оба дела тог „правила“. Зато су нам потребне карте временских зона и сервери за светско време. Срећом, ГПС апликације знају сва правила и изузеци, зато држите свој паметни телефон у право време, дан и датум где год да путујете.
Да сте стали на ИДЛ са једном ногом са сваке стране, који би дан био?
Трик питање. Пошто сте "прешли" на ИДЛ, свака нога би била у другачијем дану. Ако сте носили сат с обје руке, технички би требали бити постављени на различите дане и датуме. Питање шта време на те сатове би требало подесити није лако одговорити.
Зависно од ИДЛ-а на којем стојите, времена би могла бити било која од једног сата различита. Ево, љетно рачунање времена може да поквари ствари, јер неке локације то посматрају, а друге не. А ту је и она фракцијска компликација временске зоне.
Али „стати напријед ИДЛ-у“ није лако. Ако нисте на чамцу усидреном за ИДЛ, заиста нема места на којем бисте могли да стојите на описани начин, осим у близини ступова. Пошто се меридијани дужине конвергирају на половима, могуће је ходати кроз више временских зона произвољно кратким пјешачењем. Један километар од било којег пола, временске зоне су широке само 262 метра. Да сте били тачно на било ком полу, могли бисте стајати једном ногом у све 24 временске зоне.
Ствари постају много једноставније употребом само неколико временских зона у близини ступова. Неке научне базе на Антарктици користе новозеландско време (УТЦ ± 12), јер је то популарно место укрцавања за путовање на Антарктицу. Остали су сатове поставили на УТЦ. Астронаути на Међународној свемирској станици чине исту ствар. ИСС се креће запањујућом брзином од 4,7 миља у секунди (7,7 км / с). То је 5,7 пута брже од метака за пребрзу вожњу. ИСС врши једно путовање око Земље на сваких 90 минута. Тако за 24 сата, путници доживе 32 измене дана и датума, и уживају у 16 изласка и 16 заласка сунца. Да би ствари биле једноставне, њихови сатови су постављени на УТЦ + 0.
Време је само средство
Разумевање ИДЛ-а је вежба из аритметике, а можда и неке геометрије. То није магија, није физика и једва је астрономија. Све је у постављању произвољних временских стандарда на ротирајућој планети. Време је, у том смислу, само још једно средство модерног технолошког друштва.
Једна последња историјска белешка: Током Магелановог обиласка света 1519-1522, његов је навигатор марљиво записивао прелаз сваког дана њиховог путовања. Када су се вратили у матичну луку, дан и датум су искључили један. Није требало дуго да се схвати како се та грешка догодила.
Када путујете према западу (насупрот смеру који се Земља окреће), сваки дан ће бити нешто дужи од 24 сата - то јест, ако свој „дан“ измерите као време између два узастопна „поднева“. Током три године њиховог путовања, ове мале разлике сачињавале су се и читав дан. То је прошло скоро три века пре него што је ИДЛ успостављен, али је показао потребу за прилагођавањем дана и датума током глобалног путовања.
Захваљујући науци, то је сад све смисљено. У 21. веку људи узимају ИДЛ здраво за готово. Транс-пацифичка путовања су рутинска, а сви знамо Шта дешава се када пређете на ИДЛ. Сада знаш зашто дешава се.
Дан Хеим је 30 година предавао физику и математику - више ако рачунате његов научни клуб у основним школама. Од 1999. године слободни је писац и ствара едукативну компјутерску графику и анимације. Дан је председник Клуба астрономије Пустињска подножја у Нев Риверу, његов недељни блог Ски Лигхтс покрива теме укључујући астрономију, метеорологију и науку о земљи, а подстичу се питања читалаца.
