Mezinárodní datová čára, vysvětleno

mezinárodní datová čára (IDL) je imaginární-a libovolná-čára na zemském povrchu, která vede od severního pólu k jižnímu pólu. Když překročíte IDL, změní se den a datum. Pokud ji překročíte cestou na západ, den jde dopředu o jeden, a datum se zvyšuje o jeden. Pokud ji překročíte cestou na východ, nastane opak.

IDL není záležitostí mezinárodního práva, ale je to jedna z mála standardů přijatých na celém světě. IDL je zásadní pro globální propojení, okamžitou komunikaci, měření času a konzistentní mezinárodní databáze. Jde hlavně o pohodlí, obchod a politiku. IDL se stalo ze stejných důvodů jako vznik internetu-funguje to a trochu usnadňuje život. Před diskusí o tom, jak a proč vznikla Mezinárodní datová linie, měli bychom nejprve přezkoumat otázku zachování času.

‚ opravdu někdo ví, kolik je hodin?‘

Zpět ve dnech před mechanickými hodinami byl čas měřen většinou pomocí slunečních hodin. Lidé se spoléhali na definici, že „poledne“ bylo, když bylo slunce nejvyšší na obloze a přímo na jih. Jeden “ den „byl prostě čas mezi dvěma po sobě jdoucími „poledníky“.“Většina měst na planetě nastavila hodiny na tento cyklus a všechno bylo dobré-alespoň v jakémkoli konkrétním městě.

problém byl, Že každé město zažilo v poledne na své (zdánlivé) 12:00 p. m. v Závislosti na zeměpisné délky, přilehlých měst by mohlo mít čas, řekněme, 11:45 nebo ve 12:15 p. m. zobrazí na jejich slunečních hodin. V blízkosti rovníku, cestování na západ asi 1 000 mil (1 600 kilometrů) zpožďuje příchod poledne o jednu hodinu.

v 19. století vznik transkontinentálních železnic dále komplikoval záležitosti. V tomto století byly také široce dostupné přesné mechanické hodinky. Cestovatelé zjistili, že resetují své Hodinky o několik minut na každé stanici na východ nebo na západ. To bylo v nejlepším případě nepohodlné.

také v tomto století vznik telegrafie vytvořil časové problémy pro obchodní a vojenské subjekty-rané osvojitele. Telegraf, vynalezený v roce 1832 Pavlem Schillingem, byl prvním skutečným systémem“ instant messaging “ (IM). To umožnilo komunikaci na velké vzdálenosti pomocí elektřiny, která se pohybuje (téměř) rychlostí světla.

telefon, patentovaný v roce 1876 Alexandrem Grahamem Bellem, byl druhým takovým systémem IM. A samozřejmě, pro efektivní použití obou systémů je užitečné znát hodiny v místech odesílatele i příjemce.

zeměpisná šířka a délka

než vysvětlíme, jak časová pásma vyřešila tyto problémy s hodinami, pojďme rychle zkontrolovat zeměpisnou šířku a délku. Kolem roku 150 Př. n. l. Hipparchos z Nice, řecký matematik a astronom, navrhla globální síť, zeměpisné délky a šířky čar pro měření polohy. Byl to souřadnicový systém pro lokalizaci bodů na povrchu koule. Svislá osa měřila „zeměpisnou šířku“ a vodorovná osa „zeměpisnou délku“.“Ačkoli předvídavý, jeho nápad Strádal více než tisíciletí.

během věku objevu, počínaje 15. stoletím, kartografové viděli potřebu standardizovaného měření zeměpisné šířky a délky. Pokud je vaším záměrem mapovat nebo požadovat geografickou polohu, musíte jednoznačně popsat její polohu. Británie v té době“ vládla vlnám“ a v tomto úsilí se ujala počátečního vedení.

Portugalsko a Španělsko, další významné námořní národy, používaly své vlastní systémy, ale nakonec se odložily do Anglie. Zeměpisná šířka byla méně problémem než zeměpisná délka, protože nebylo sporu o tom, kde se nacházely póly (zeměpisná šířka 90 stupňů severně a 90 stupňů jih) a rovník (zeměpisná šířka 0 stupňů). Výběr výchozího bodu pro měření délky (poledník 0 stupňů) byl však libovolný. Byla založena spíše na národní hrdosti a pohodlí.

v roce 1851 Anglie určila hlavní poledník (0 stupňů zeměpisné délky) jako poledník procházející Greenwichskou observatoří. V té době byli dominantním námořním národem, měl kolonie po celém světě, používali nejmodernější mechanické hodiny, a byli vědecky kvalifikovaní pro stanovení standardu. Slyšeli jste rčení “ slunce nikdy nezapadá na britské impérium.“To byla kdysi pravda. Anglie měla kolonie po celém světě, takže to bylo vždy“ denní “ někde v Britském impériu. Británie měla vliv.

časová pásma

v druhé polovině 19. století vědci, železnice a další rozvíjející se průmyslová odvětví cítili potřebu globálního standardu času. První takový systém s použitím 24 standardních časových pásem navrhl Sir Sandford Fleming v roce 1876. Sandford byl skotský inženýr, který pomáhal navrhnout kanadskou železniční síť. Jeho systém nebyl oficiálně sankcionován žádnou globální entitou, ale v roce 1900 vytvořil přijetí systému časových pásem, který se dnes používá. Národ po národě, svět koupil Flemingovu myšlenku.

v každém časovém pásmu by byly všechny hodiny nastaveny na průměrný čas, který nejlépe reprezentuje místo, kde se Slunce nachází na obloze. Ten čas se nazývá střední sluneční čas. Sluneční hodiny, ve srovnání, měří zdánlivý sluneční čas, někdy nazývaný skutečný sluneční čas.

proces časového pásma začal v roce 1883 pro Spojené státy, kdy byl národ rozdělen do čtyř standardních časových pásem. Každá zóna byla soustředěna na poledník délky:

• Východní Standardní Čas (EST) na 75 stupňů W (západně od Nultý Poledník)
• Centrální Standardní Čas (CST) na 90 stupňů W
• Mountain Standard Time (MST) na 105 stupňů W
• Pacifického Standardního Času (PST) na 120 stupňů W

Spojené Království již začal podobný proces, a zbytek světa brzy následovaly. Do roku 1900 byl globální systém časových pásem, které dnes používáme, poměrně dobře zaveden. Rostoucí globální konektivita vyžadovala nějaký univerzální systém měření času, a standardní časová pásma byla odpověď.

většina časových pásem nesleduje přesně poledníky délky. Cik a cak podle potřeby udržují ostrovy, menší země a velké metropolitní oblasti ve stejném hodinovém čase-zřejmý ústupek pohodlí.

standardní časová pásma jsou 15 stupňů široká, protože 360 stupňů děleno 24 hodinami se rovná 15 stupňům za hodinu. Jsou očíslovány podle hodin od hlavního poledníku (zeměpisná délka 0stupňů), který vede přes Greenwich, Anglie. Greenwichské hodiny ukazují, co se nazývá Greenwichský střední čas (GMT). Systém číslování usnadňuje nalezení času v jiných zónách.

například Kalifornie, osm časových pásem západně od Greenwiche, je v zóně nazvané Pacific Standard Time (PST). Tato zóna je také označena „GMT-8“ nebo GMT+16.“Takže pokud je čas v Greenwichi 12: 00, Čas v Kalifornii je 4: 00 (12: 00-8 hodin–.

GMT vs. UTC

od roku 1972 byl GMT z velké části nahrazen UTC (Universal Coordinated Time). Když byly v padesátých letech vynalezeny atomové hodiny, bylo možné měřit čas s přesností lepší, než jakou poskytuje rotující země.

GMT byl systém „průměrného času“ založený na teleskopických pozorováních z Greenwichské observatoře. UTC, zatímco synchronizován s GMT, bere v úvahu mírné změny v rychlosti rotace Země. Jednou za čas se ke světovým hodinám přidá (nebo odečte)“ skoková sekunda “ — to je korekce mezi GMT a UTC. Doba rotace Země se může lišit přesně od 24 hodin zlomkem sekundy v obou směrech, v závislosti na geologických poruchách.

například při tání ledovců dochází k přenosu hmoty z vyšších zeměpisných šířek směrem k rovníku. Stejně jako u krasobruslaře, který zpomaluje rychlost odstřeďování prodloužením paže nebo nohy, zákon zachování momentu hybnosti vyžaduje snížení rychlosti odstřeďování, aby kompenzoval toto přerozdělení hmoty. Vědci odhadují, že zemětřesení o síle 9,0 v Japonsku v roce 2011 posunulo dostatečnou hmotnost od rovníku, aby zkrátilo den o 1,8 mikrosekundy (0,0000018 s).

astronomové musí také zvážit rozdíl mezi zdánlivým a středním časem. Tento rozdíl bude záviset na tom, jak daleko na východ nebo na západ se nachází v časovém pásmu, a také na rovnici času, která závisí na datu. A pak je tu ta matoucí korekce zvaná letní čas (DST). Ale opět, abychom pochopili IDL, můžeme tyto komplikace ignorovat.

co je IDL?

všichni známe změnu dne a data o půlnoci, bez ohledu na vaši polohu na planetě. Ale použít globální systém časových pásem s IDL, den a datum musí být odděleny na dvou místech — nemůžete rozdělit kruh na dvě části jediným „řezem“.“Řešení bylo poskytnuto v roce 1884 mezinárodní Meridian Conference (IMC), která se konala ve Washingtonu, D.C. a zúčastnili se zástupci 26 národů.

IMC vybral poledník 180 stupňů jako druhý „řez“, ne proto, že by byl přímo naproti Prvočíselnému poledníku (jakýkoli poledník mohl být tím jiným „řezem“). 180-stupeň poledník byl vybrán, protože to vede většinou přes otevřený oceán v centrálním Pacifiku, létat sem a zpátky, aby okolních národů na jejich vlastní den a datum. Takže volba 180 stupňů byla libovolná, ale zavedla IDL, který se dnes používá.

i když IDL začíná ve středu jeho UTC±12 časové pásmo na obou pólech — přesně na délku 180 stupňů — pro většinu z jeho délky, to přesouvá na východ a se shoduje s východní okraj své časové pásmo, které také kličkuje a zags. Pointa je, toto ubytování udržuje ostrovní národy Oceánie každý na svých vlastních hodinách a kalendáři. Existují však výjimky.

ostrovy, které přeskočily den

těsně před půlnocí prosince. 29, 2011, Samojci se shromáždili kolem věže s hodinami v hlavním městě Apia slavit historický okamžik chmelení na druhou stranu Mezinárodní datové Linie.

Když hodiny udeřily 12: 00, lidé Samoa spolu se svými sousedy na ostrově Tokelau skočili dopředu do soboty prosince. Právo, 31. května 2011-v pátek úplně přeskočil. Ostrovy byly nyní považovány za západní stranu IDL na východní polokouli. Konkrétně změnili své Časové pásmo z UTC-11 na UTC+13.

rozhodnutí bylo ekonomické. Přestože Samoa v předchozím století vedla velkou část svého podnikání se Spojenými státy, toto obchodování se výrazně posunulo do asijsko-tichomořského regionu, zejména Nový Zéland a Austrálie.

i když Samoa byla geograficky blíže k Pacifiku zemích, tam byl velmi otravné 23 hodiny rozdíl mezi Samoy a Nového Zélandu a 21 hodiny rozdíl mezi Samoa a východního pobřeží Austrálie, podle EarthSky Komunikace. Ve snaze lépe synchronizovat své pracovní týdny se svými hlavními obchodními partnery se tedy obě ostrovní země rozhodly přeskočit IDL.

v článku publikovaném v prosinci. 28, 2011, v The Guardian, Samoa premiér Tuilaepa Sailele Malielegaoi vyjádřil nepříjemnosti s předchozím IDL situaci:

„V podnikání s Novým Zélandem a Austrálií, jsme přišli o dva pracovní dny v týdnu. Zatímco tady je pátek, na Novém Zélandu je sobota a když jsme v neděli v kostele, už podnikají v Sydney a Brisbane.“

tento přechod IDL byl pro Samoany něco jako návrat domů. Před více než stoletím byla země na západní straně IDL, ale v roce 1892 se rozhodla přejít na východní stranu, aby byla blíže americkému času. Takže po dobu 119 let byli Samoané svědky posledního západu slunce dne a byli poslední, kdo zazvonil v novém roce — nyní jsou jedním z prvních.

bohužel bude vždy existovat nějaké nepříjemnosti žijící tak blízko IDL: Nyní existuje 24hodinový rozdíl mezi Samoa-nacházející se v západní části ostrovního řetězce Samoa-a americkou Samoa na východní straně.

Tonga také preferovala být v UTC + 13(nebo UTC-11) z důvodu obchodu a pohodlí. Chatham Ostrovy, téměř 500 mil (800 km) východně od Nového Zélandu, nastaví hodiny na GMT+12.75, vytvoření „sirotek“ časové pásmo uvnitř UTC±12. Zlomková časová pásma se používají na 16 místech po celém světě. Země si jednoduše vyberou, co jim nejlépe vyhovuje.

sledujte práci IDL

ve videu výše si prostudujte, že první pozastavený snímek předtím, než stisknete „přehrát“.“Zobrazuje IDL (bílá čára) v půlnočním bodě. Pro zajímavost, řekněme, že zelený klín představuje první sobotní hodinu. Modrá část země je stále v pátek. Červená část (která se objeví později) bude neděle.

tento zelený klín je první Časové pásmo západně od IDL. Západ je ve směru hodinových ručiček, jak je vidět v tomto pohledu z výše severního pólu. Za zmínku stojí toto zelené Časové pásmo:

• je 15 stupňů široký, zahrnuje 1/24 obvod Země, a jednu hodinu času;
• je soustředěn na 180 ° poledníku;
• rozšiřuje od délky 172.5 stupňů zeměpisné délky 187.5 stupňů;
• se shoduje s IDL podél většinu z jeho východní hranici;

V okamžiku, kdy IDL prochází půlnoci, to celé časové pásmo zaregistruje začátek nového dne. Všechna místa v daném časovém pásmu musí být ve stejném čase. Existují některé výjimky: národy (a regiony v rámci národů), které se odhlásily z DST, a ti, kteří se rozhodli používat zlomková časová pásma. Ale to můžeme prozatím ignorovat.

model v této animaci je idealizován mnoha způsoby. A co je nejdůležitější, všechna časová pásma jsou přesně 15 stupňů široká a soustředěna na 24 rovnoměrně rozložených poledníků délky. IDL také přesně sleduje východní okraj celého časového pásma UTC±12. To není úplně tak, jak jsou věci v reálném světě, ale výrazně to zjednodušuje můj model.

nyní neváhejte zasáhnout “ play.“Sledujte, jak se modrý pátek zmenšuje, jak zelená sobota roste. Sledujte, co se stane, když se IDL vrátí do půlnoci a začne další den a datum. Když se Země otáčí, uvidíte červenou neděli „odvíjející se“ a nahrazující zelenou sobotu. Pomocí posuvníku se můžete pohybovat tam a zpět a sledovat, jak se to stane.

O IDL je třeba si všimnout dvou věcí. Za prvé, v každém okamžiku, na zemi platí dva po sobě jdoucí dny a data. Ty dny a data jsou odděleny IDL, který běží od Severního Pólu k Jižnímu Pólu (přibližně) podél 172.5 stupně poledníku.

za druhé, tyto dva dny a data jsou také rozděleny půlnoční linií, poledníkem přesně naproti slunci. Takže na Zemi jsou opravdu dvě „datové čáry“ — jedna se otáčí s planetou (IDL) a druhá zůstává pevná na půlnočním poledníku. Na opačných stranách obou „datových řádků,“ den a datum jsou vždy odlišné.

Greenwich, máme problém …

ale počkejte. Zdá se, že z tohoto pravidla existuje výjimka. Celá zeměkoule se zdá být ve stejný den a den po dobu jedné hodiny každý den. Začíná to, když východní okraj časového pásma UTC-11 zasáhne půlnoc. Končí, když východní okraj dalšího časového pásma, IDL (UTC±12), zasáhne půlnoc. V té době začíná nový den.

Sledujte animaci znovu, pokud jste to nezachytili. Trvá to jen jednu hodinu nebo asi sekundu ve videu. Uvidíte to dvakrát, pokaždé, když se IDL blíží půlnoci.

ale jak bylo vysvětleno dříve, jedná se o idealizovaný model. Mnoho časových pásem v blízkosti IDL bylo „gerrymandered“ do bodu, kdy to nikdy není stejný den po celém světě. Ve skutečnosti je to pro nekonečně malý “ okamžik — – když IDL zasáhne půlnoc.

existují některé výjimky z tohoto scénáře. Například Midway Islands jsou v UTC-11 a Marshallovy ostrovy jsou v UTC±12. Podívejte se na tuto podrobnou mapu časových pásem v této oblasti. Pokud používáte Setkání Planner funkce na Světě Časový Server pro ty dva ostrovy, uvidíte, že skutečně sdílejí stejný den a datum poslední hodinu dne, jak animace ukazuje. Tento výsledek můžete vidět zde.

existují i jiné kombinace, které poskytují stejný výsledek. Pointa je, že časová pásma jsou v této oblasti tak neuspořádaná, že je porušeno mnoho „pravidel“. Příklad: Překročení IDL mění den a datum, ale ne čas. Výjimky existují pro obě části tohoto „pravidla“.“Proto potřebujeme mapy časových pásem a světové časové servery. Naštěstí aplikace GPS znají všechna pravidla a výjimky, takže udržujte svůj chytrý telefon ve správný čas, den a datum, ať jste kdekoli.

kdybyste stáli na IDL jednou nohou na každé straně, jaký den by to byl?

chyták. Protože jste“ překročili “ IDL, každá noha by byla v jiný den. Pokud jste nosili hodinky na obou rukou, technicky by měly být nastaveny na různé dny a data. Na otázku, do jaké doby by měly být tyto hodinky nastaveny, není tak snadné odpovědět.

V závislosti na tom, kde na IDL stojíte, mohou být časy kdekoli od jedné hodiny odlišné. Zde je místo, kde Letní Čas může pokazit, jako některých lokalitách pozorovat je, a jiní ne. A pak je tu to, že se na dílčí časové pásmo komplikace.

ale „stát obkročmo na IDL“ není snadné. Pokud nejste na lodi zakotvené na volnoběhu, opravdu není místo, kde byste mohli „stát“ popsaným způsobem, kromě blízkosti pólů. Vzhledem k tomu, že poledníky délky se sbíhají na pólech, je možné projít více časových pásem na libovolně krátkou túru. Jeden kilometr od obou pólů jsou časová pásma široká pouze 262 metrů. Pokud jste byli přesně na obou pólech, mohli byste stát jednou nohou ve všech 24 časových pásmech.

věci se mnohem jednodušší pomocí pouze několik časových pásem v blízkosti pólů. Některé vědecké základny v Antarktidě používají Novozélandský čas (UTC±12), protože to je populární místo nalodění pro cestu do Antarktidy. Jiní nastavili hodiny na UTC. Astronauti na Mezinárodní vesmírné stanici dělají totéž. ISS se pohybuje ohromující rychlostí 4,7 mil za sekundu (7,7 km/s). To je 5,7 krát rychlejší než rychlá kulka. ISS dělá jednu cestu kolem Země každých 90 minut. Takže v 24 hodin, cestující zažít 32 denní a datum střídání, a užívat si 16 východy a 16 západy slunce. Aby to bylo jednoduché, jejich hodiny jsou nastaveny na UTC + 0.

čas je jen nástroj

pochopení IDL je cvičení v aritmetice a možná nějaká geometrie. Není to magie, není to fyzika a je to sotva astronomie. Je to všechno o nastavení libovolných časových standardů na rotující planetě. Čas je v tomto smyslu jen dalším nástrojem moderní technologické společnosti.

Poslední historická poznámka: během Magellanovy 1519-1522 obeplul zeměkouli, jeho navigátor pilně zaznamenával průchod každého dne své plavby. Když se vrátili do domovského přístavu, den a datum byly pryč o jeden. Netrvalo dlouho, než jsme zjistili, jak k této chybě došlo.

Když budete cestovat na západ (opačným směrem se Země otáčí), každý den bude o něco delší než 24 hodin — to znamená, že pokud budete měřit svůj „den“ jako dobu mezi dvěma po sobě jdoucími „noons.“Během tří let jejich plavby se tyto nepatrné rozdíly přidaly na celý den. To bylo téměř tři století před založením IDL, ale prokázalo to potřebu úprav dne a data během globálního cestování.

díky vědě je to všechno vyřešeno. V 21. století lidé považují IDL za samozřejmost. Trans-Pacific cestování je rutina, a všichni víme, co se stane, když překročíte IDL. Nyní víte, proč se to stane.

Dan Heim učil fyziku a matematiku 30 let-více, pokud počítáte jeho školní vědecký klub. Od roku 1999 je spisovatelem na volné noze a vytváří vzdělávací počítačovou grafiku a animace. Dan je prezidentem astronomického klubu Desert Foothills v New River v Arizu. Jeho týdenní blog Sky Lights pokrývá témata včetně astronomie, meteorologie, a věda o zemi, a otázky čtenářů jsou podporovány.

Další reporting Traci Pedersen, Live Science přispěvatel.