A nemzetközi Dátumvonal, magyarázva

a nemzetközi Dátumvonal (IDL) egy képzeletbeli — és önkényes — vonal a Föld felszínén, amely az északi-sarktól a déli-sarkig tart. Amikor átlépi az IDL-t, a nap és a dátum megváltozik. Ha nyugat felé haladsz, a nap eggyel halad előre, a dátum pedig eggyel növekszik. Ha kelet felé halad, akkor az ellenkezője történik.

az IDL nem nemzetközi jogi kérdés, de egyike azon kevés normáknak, amelyeket globálisan elfogadnak. Az IDL kulcsfontosságú a globális összekapcsolhatóság, az azonnali kommunikáció, az időmérés és a következetes nemzetközi adatbázisok szempontjából. Leginkább a kényelemről, a kereskedelemről és a politikáról szól. Az IDL nagyjából ugyanazon okok miatt történt, mint az Internet megjelenése — működik, és egy kicsit megkönnyíti az életet. Mielőtt megvitatnánk, hogyan és miért jött létre a nemzetközi Dátumsor, először felül kell vizsgálnunk az idő megtartásának kérdését.

‘ tudja valaki, hogy mennyi az idő?’

a mechanikus órák előtti napokban az időt többnyire napórák segítségével mérték. Az emberek arra a meghatározásra támaszkodtak, hogy a “dél” akkor volt, amikor a nap a legmagasabb volt az égen, dél felé. Egy ” nap “egyszerűen a két egymást követő “noon” közötti idő volt.”A bolygó legtöbb városa erre a ciklusra állította az óráját, és minden jó volt — legalábbis egy adott városban.

a probléma az volt, hogy minden város délben tapasztalta a saját (látszólagos) 12:00-kor.a hosszúságtól függően a szomszédos városok ideje mondjuk 11:45-kor vagy 12:15-kor jelenhet meg a napórájukon. Az Egyenlítő közelében, körülbelül 1000 mérfölddel (1600 kilométer) nyugat felé haladva egy órával késlelteti a dél érkezését.

a 19. században a transzkontinentális vasutak megjelenése tovább bonyolította a kérdéseket. Abban az évszázadban a pontos mechanikus órák is széles körben elérhetővé váltak. Az utazók azon kapták magukat, hogy néhány perccel visszaállítják óráikat minden keleti vagy nyugati állomáson. Ez a legjobb esetben is kényelmetlen volt.

ugyanebben az évszázadban a távirat megjelenése időmegtartó kérdéseket vetett fel a kereskedelmi és katonai szervezetek-a korai alkalmazók — számára. Az 1832-ben Pavel Schilling által feltalált távíró volt az első igazi “azonnali üzenetküldő” (IM) rendszer. Lehetővé tette a nagy távolságokon történő kommunikációt villamos energiával, amely (majdnem) fénysebességgel mozog.

Az Alexander Graham Bell által 1876-ban szabadalmaztatott telefon volt a második ilyen IM rendszer. Természetesen, hogy bármelyik rendszert hatékonyan használhassuk, hasznos tudni az óra idejét mind a feladó, mind a fogadó helyén.

szélesség és hosszúság

mielőtt elmagyaráznánk, hogyan oldották meg az időzónák ezeket az óraproblémákat, nézzük meg gyorsan a szélességet és a hosszúságot. I. e.150 körül niceai Hipparchus, görög matematikus és csillagász javasolta a hosszúsági és szélességi vonalak globális rácsát a helyzet mérésére. Ez egy koordináta-rendszer volt a gömb felszínén lévő pontok elhelyezésére. A függőleges tengely a “szélességet”, a vízszintes tengely pedig a “hosszúságot” méri.”Bár előrelátó volt, ötlete több mint egy évezreden át lanyhult.

a felfedezés korában, a 15.század elején, a térképészek látták a szabványosított szélességi és hosszúsági mérés szükségességét. Ha szándékában áll földrajzi helyet feltérképezni vagy igényelni, akkor egyértelműen le kell írnia annak helyzetét. Nagy-Britannia abban az időben” uralta a hullámokat”, és korán átvette a vezetést ebben a törekvésben.

Portugália és Spanyolország, a többi nagy tengerész nemzet, saját rendszereket használtak, de végül Angliába halasztották. A szélesség kevésbé volt kérdés, mint a hosszúság, mivel nem volt vita arról, hogy hol találhatók a pólusok (90 fok északi és 90 fok déli) és az Egyenlítő (0 fok szélesség). A hosszúságmérés kiindulási pontjának (a 0 fokos meridián) kiválasztása azonban önkényes volt. Ez inkább a nemzeti büszkeségre és kényelemre épült.

1851-ben Anglia kijelölte a fő meridiánt (0 fok Hosszúság), mint a Greenwich Obszervatóriumon áthaladó meridiánt. Ők voltak a domináns tengerész nemzet abban a korszakban, kolóniáik voltak szerte a világon, a legkorszerűbb mechanikus órákat használták, és tudományos képesítéssel rendelkeztek egy szabvány létrehozására. Hallottad a mondást: “a nap soha nem nyugszik le a Brit Birodalomban.”Ez egyszer igaz volt. Angliának kolóniái voltak az egész világon, tehát mindig” nappali ” volt valahol a Brit Birodalomban. Nagy-Britanniának volt befolyása.

időzónák

a 19.század második felében a tudósok, a vasutak és más feltörekvő iparágak úgy érezték, hogy globális időszínvonalra van szükség. Az első ilyen rendszert, amely 24 szabványos időzónát használ, Sir Sandford Fleming javasolta 1876-ban. Sandford skót mérnök volt, aki segített megtervezni a kanadai vasúti hálózatot. Rendszerét hivatalosan nem szankcionálta egyetlen globális szervezet sem, de 1900-ra a ma használt időzóna-rendszer elfogadását eredményezte. Nemzetről nemzetre, a világ bevette Fleming ötletét.

minden időzónán belül az összes órát egy átlagos időre állítanák be, amely a legjobban képviseli a nap helyét az égen. Ezt az időt nevezzük átlagos szoláris időnek. A napórák összehasonlításképpen mérik a látszólagos napidőt, amelyet néha valódi napidőnek hívnak.

Az időzóna folyamata 1883-ban kezdődött az Egyesült Államokban, amikor a nemzetet négy standard időzónára osztották. Minden zóna középpontjában egy hosszúsági meridián állt:

• Keleti Standard idő (EST) 75 W fokon (a fő Meridiántól nyugatra)
• központi Standard idő (CST) 90 W fokon
• hegyi Standard idő (MST) 105 W fokon
• csendes-óceáni Standard idő (PST) 120 W fokon

Az Egyesült Királyság már hasonló folyamatot indított el, és a világ többi része hamarosan követte példáját. 1900-ra a ma használt időzónák globális rendszere meglehetősen jól megalapozott volt. A növekvő globális összeköttetés valamilyen univerzális időmérési rendszert igényelt, és a standard időzónák voltak a válasz.

a legtöbb időzóna nem pontosan követi a hosszúsági meridiánokat. Ezek cikk-cakk szükség tartani szigetek, kisebb országok és nagyvárosi területek ugyanabban az órában – nyilvánvaló engedményt kényelem.

a Standard időzónák 15 fok szélesek, mivel a 360 fok osztva 24 órával egyenlő 15 fokkal óránként. Óra szerint vannak számozva a fő Meridiántól kezdve (hosszúság 0degrees), amely az angliai Greenwich-en halad át. A Greenwichi óra az úgynevezett greenwichi idő (GMT). A számozási rendszer megkönnyíti az idő megtalálását más zónákban.

például Kalifornia, nyolc időzóna Greenwichtől nyugatra, a Pacific Standard Time (PST) nevű zónában van. Ezt a zónát “GMT-8” vagy GMT+16 címkével is ellátják.”Tehát, ha Greenwichben 12: 00 óra az idő, Kaliforniában 4:00 óra (12: 00-8 óra).

GMT vs. UTC

1972 óta a GMT-t nagyrészt felváltotta UTC (univerzális koordinált idő). Amikor az 1950-es években feltalálták az atomórákat, lehetővé vált az idő pontosabb mérése, mint amit a forgó Föld biztosít.

a GMT egy “átlagos idő” rendszer volt, amely a Greenwich Obszervatórium teleszkópos megfigyelésein alapult. Az UTC, miközben szinkronizálva van a GMT-vel, figyelembe veszi a Föld forgási sebességének enyhe eltéréseit. Időnként egy” ugrásmásodpercet ” adunk hozzá (vagy kivonunk belőle) a világ órájához — ez egy korrekció a GMT és az UTC között. A Föld forgási periódusa a geológiai zavaroktól függően pontosan 24 órától a másodperc töredékéig változhat.

például, ahogy a gleccserek olvadnak, a tömeg nagyobb szélességi fokokról az egyenlítő felé halad. Mint egy műkorcsolyázónál, aki lassítja a centrifugálási sebességét egy kar vagy láb kinyújtásával, a szögimpulzus megőrzésének törvénye megköveteli a centrifugálási sebesség csökkentését a tömeg ezen újraelosztásának kompenzálása érdekében. A tudósok becslése szerint egy 9,0-es földrengés Japánban 2011-ben elegendő tömeget tolt el az egyenlítőtől, hogy a napot 1,8 mikroszekundummal (0,0000018 s) lerövidítse.

a csillagászoknak figyelembe kell venniük a látszólagos és az átlagos idő közötti különbséget is. Ez a különbség attól függ, hogy milyen messze van Kelet vagy nyugat egy időzónán belül, valamint az idő egyenletétől, amely a dátumtól függ. Aztán ott van az a zavaró korrekció, amelyet nyári időszámításnak (DST) hívnak. De ismét, hogy megértsük az IDL-t, figyelmen kívül hagyhatjuk ezeket a szövődményeket.

mi az IDL?

mindannyian tudjuk, hogy a nap és a dátum éjfélkor változik, függetlenül attól, hogy hol vagy a bolygón. De ahhoz, hogy egy globális időzóna — rendszert IDL-vel használjunk, a napot és a dátumot két helyen kell elválasztani-egy kört nem lehet két részre osztani egyetlen “vágással”.”A megoldást 1884-ben nyújtotta be a Nemzetközi Meridián konferencia (IMC), amelyet Washingtonban tartottak, és amelyen 26 nemzet képviselői vettek részt.

az IMC a 180 fokos meridiánt választotta a másik “vágásnak”, nem azért, mert közvetlenül az elsődleges meridiánnal szemben volt (bármely meridián lehetett az a másik”vágás”). A 180 fokos meridiánt azért választották, mert többnyire a Csendes-óceán középső részén található nyílt óceánon halad át, zigging és zagging, hogy a közeli nemzeteket a saját napjukon és dátumukon tartsák. Tehát a 180 fokos választás önkényes volt, de létrehozta a ma használt IDL-t.

bár az IDL az UTC 12 időzónájának közepén indul mindkét póluson — pontosan 180 fokos hosszúságon — hosszának nagy részében kelet felé tolódik, és egybeesik időzónájának keleti szélével, amely szintén zigs és zags. A lényeg az, ez a szállás tartja a szigetország Óceánia minden saját óra és naptár. De vannak kivételek.

A Szigetek, hogy kihagyott egy nap

csak éjfél előtt december. 29, 2011, A Szamoaiak az Apia fővárosában az Óratorony körül gyűltek össze, hogy megünnepeljék a nemzetközi Dátumvonal másik oldalára ugrálás történelmi pillanatát.

amint az óra 12:00-kor ütött, Szamoa népe, Tokelau szigetén élő szomszédaikkal együtt, december szombatjára ugrott előre. 31, 2011-kihagyom péntek teljesen. A szigeteket ma az IDL nyugati oldalán, a keleti féltekén tartották. Pontosabban megváltoztatták az időzónájukat UTC-11-ről UTC+13-ra.

a döntés gazdasági volt. Bár Szamoa üzleti tevékenységének nagy részét az Egyesült Államokkal folytatta az előző században, ez a kereskedelem jelentősen eltolódott az ázsiai-csendes-óceáni térségben, különösen Új-Zélandon és Ausztráliában.

tehát bár Szamoa földrajzilag közelebb volt a csendes-óceáni országokhoz, nagyon zavaró volt 23 órás különbség Szamoa és Új-Zéland között, valamint 21 órás különbség Szamoa és Ausztrália keleti partja között, az EarthSky Communications szerint. Tehát annak érdekében, hogy jobban szinkronizálják munkahétüket fő kereskedelmi partnereikkel, a két szigetország országai úgy döntöttek, hogy átugranak az IDL-en.

egy decemberben megjelent cikkben. 28, 2011, A Guardian, Szamoa miniszterelnöke, Tuilaepa Sailele Malielegaoi kifejezte a korábbi IDL-helyzet kellemetlenségét:

” az Új-Zélanddal és Ausztráliával folytatott üzleti tevékenység során a hét két munkanapján veszítünk. Míg itt péntek van, Új-Zélandon szombat van, és amikor vasárnap a templomban vagyunk, Sydney-ben és Brisbane-ben már üzletelnek.”

Ez az IDL átmenet valami hazatérés volt a Szamoaiak számára. Több mint egy évszázaddal ezelőtt az ország az IDL nyugati oldalán volt, de 1892-ben úgy döntött, hogy a keleti oldalra költözik, hogy közelebb legyen az Egyesült Államok idejéhez. Tehát 119 évig a Szamoaiak tanúi voltak a nap utolsó naplementéjének, és utoljára csengettek az új évben — most az elsők között.

sajnos mindig lesz némi kellemetlenség az IDL közelében: Most 24 órás különbség van a Szamoa — szigetlánc nyugati részén található Szamoa és az Amerikai Szamoa között a keleti oldalon.

Tonga Kereskedelmi és kényelmi okokból is előnyben részesítette az UTC+13 (vagy UTC-11) értéket. A Chatham-szigetek, közel 500 mérföldre (800 km) Új-Zélandtól keletre, az órákat UTC+12.75-re állítja, létrehozva egy “árva” időzónát az UTC-ben. A frakcionált időzónákat a világ 16 pontján használják. Az országok egyszerűen kiválasztják, mi működik a legjobban számukra.

nézze meg az IDL munkáját

a fenti videóban tanulmányozza az első szüneteltetett keretet, mielőtt megnyomná a “play” gombot.”Ez azt mutatja, az IDL (fehér vonal) az éjféli pont. A címkék kedvéért tegyük fel, hogy a zöld ék a szombat első óráját képviseli. A föld kék része még pénteken van. A piros rész (amely később jelenik meg) vasárnap lesz.

Ez a zöld ék az első időzóna az IDL-től nyugatra. Nyugat az óramutató járásával megegyező irányban látható, amint ez a nézet az Északi-sark felett látható. Megjegyzendő, hogy ez a zöld időzóna:

• 15 fok széles, a Föld kerületének 1/24-ét átfogja, és egy óra idő;
• középpontjában a 180 fokos meridián áll;
• a hosszúság 172,5 foktól a hosszúság 187,5 fokig terjed;
• egybeesik az IDL-vel a keleti határ nagy része mentén;

abban a pillanatban, amikor az IDL elhalad éjfélkor, az egész időzóna regisztrálja a hosszúság kezdetét új nap. Egy adott időzónában minden helynek ugyanabban az órában kell lennie. Van néhány kivétel: azok a nemzetek (és a nemzeteken belüli régiók), amelyek kiléptek a DST-ből, és azok, akik a frakcionált időzónák használatát választották. De ezt egyelőre figyelmen kívül hagyhatjuk.

Az animáció modellje sok szempontból idealizált. A legfontosabb, hogy minden időzóna pontosan 15 fok széles, és 24 egyenletesen elosztott hosszúsági meridiánra összpontosul. Továbbá, az IDL pontosan követi a keleti szélén a teljes UTC 12 időzóna. Nem egészen így vannak a dolgok a való világban, de ez nagyban leegyszerűsíti a modellemet.

most nyugodtan nyomja meg a “play.”Nézze meg, hogyan csökken a kék péntek a zöld szombat növekedésével. Nézze meg, mi történik, amikor az IDL visszatér éjfélre, és a következő nap és a dátum kezdődik. Látni fogja, hogy a vörös vasárnap “unreeling” és a zöld szombat helyett a Föld forog. Használja a csúszkát oda-vissza, és nézze meg, hogyan történik ez.

két dolgot kell észrevenni az IDL-ről. Először is, az idő bármely pontján két egymást követő nap és dátum van érvényben a Földön. Ezeket a napokat és dátumokat az IDL választja el, amely az északi-sarktól a déli-sarkig (körülbelül) a 172,5 fokos hosszúsági meridián mentén fut.

másodszor, ezt a két napot és dátumot szintén megosztja az éjféli vonal, a meridián pontosan a nappal szemben. Tehát valóban két “dátumvonal” van a Földön — az egyik a bolygóval (az IDL-vel) forog, a másik pedig az éjféli meridiánon marad. Mindkét “dátumvonal” ellentétes oldalán, ” a nap és a dátum mindig más.

Greenwich, van egy problémánk …

de várj. Úgy tűnik, van egy kivétel ez alól a szabály alól. Úgy tűnik, hogy az egész földgömb ugyanazon a napon és napon van minden nap egy órán keresztül. Akkor kezdődik, amikor az UTC-11 időzóna keleti széle éjfélt ér. Akkor ér véget, amikor a következő időzóna keleti széle, az IDL (UTC) 12) éjfélt ér. Abban az időben egy új nap kezdődik.

nézze meg újra az animációt, ha ezt nem kapta el. Csak egy óráig tart, vagy körülbelül egy másodpercig a videóban. Kétszer fogja látni, minden alkalommal, amikor az IDL közeledik éjfélhez.

de amint azt korábban kifejtettük, ez egy idealizált modell. Sok időzónák közelében IDL már “gerrymandered” arra a pontra, ahol ez soha nem ugyanazon a napon az egész világon. Valójában ez egy végtelenül kis “pillanat”, amikor az IDL éjfélt üt.

van néhány kivétel ez alól a forgatókönyv alól. Például a Midway-szigetek az UTC-11 – ben, a Marshall-szigetek pedig az UTC-12-ben vannak. Nézze meg az adott terület időzónáinak részletes térképét. Ha a két sziget világidő-kiszolgálóján használja az értekezlet-tervező funkciót, látni fogja, hogy valóban ugyanazt a napot és dátumot osztják meg a nap utolsó órájában, amint azt az animációm mutatja. Ezt az eredményt itt láthatja.

vannak más kombinációk is, amelyek ugyanazt az eredményt adják. A lényeg az, hogy az időzónák annyira zavarosak ebben a régióban, hogy sok “szabályt” megsértenek. Például: Az IDL átlépése megváltoztatja a napot és a dátumot, de nem az időt. Kivételek léteznek a “szabály” mindkét részére.”Ezért van szükségünk időzóna térképekre és világidő szerverekre. Szerencsére a GPS-alkalmazások ismerik az összes szabályt és kivételt, ezért tartsa okostelefonját a megfelelő időben, napon és napon, bárhová is utazik.

ha mindkét oldalon egy lábbal állna az IDL-en, Milyen nap lenne?

trükkös kérdés. Mivel “átlépte” az IDL-t, minden láb más nap lenne. Ha mindkét kezén órát viselt, technikailag különböző napokra és dátumokra kell állítani őket. Arra a kérdésre, hogy mikor kell ezeket az órákat beállítani, nem olyan könnyű válaszolni.

attól függően, hogy az IDL-től hol állsz, az idők bárhol lehetnek egyenlő egy órával. Itt van, ahol a nyári időszámítás elronthatja a dolgokat, ahogy egyes helyek megfigyelik, mások nem.

de az “IDL-ben állni” nem könnyű. Hacsak nem az IDL-nél horgonyzott hajón tartózkodik, valójában nincs olyan hely, ahol a leírt módon “állhatna”, kivéve a pólusok közelében. Mivel a hosszúsági meridiánok a pólusoknál konvergálnak, önkényesen rövid túrán több időzónán is át lehet sétálni. Egy kilométerre mindkét pólustól, az időzónák csak 262 méter szélesek. Ha pontosan mindkét póluson lennél, egy lábbal állhatnál mind a 24 időzónában.

a dolgok sokkal egyszerűbbé válnak, ha csak néhány időzónát használnak a pólusok közelében. Néhány tudományos bázis az Antarktiszon használja Új-Zéland idő (UTC) 12), mivel ez egy népszerű beszállási pont az Antarktiszra való utazáshoz. Mások UTC-re állították az óráikat. A Nemzetközi Űrállomás űrhajósai ugyanezt teszik. Az ISS elképesztő sebességgel mozog, 4, 7 mérföld/másodperc (7, 7 km / s) sebességgel. Ez 5,7 – szer gyorsabb, mint egy száguldó golyó. Az ISS 90 percenként tesz egy utat a Föld körül. Így 24 óra alatt az utasok 32 napos és dátumváltást tapasztalnak, és 16 napfelkeltét és 16 naplementét élveznek. Ahhoz, hogy a dolgok egyszerűek legyenek, az órájuk UTC+0-ra van állítva.

az idő csak egy eszköz

az IDL megértése egy aritmetikai gyakorlat, és talán néhány geometria. Ez nem varázslat, nem fizika, és alig csillagászat. Az egész arról szól, hogy tetszőleges időszabványokat állítson be egy forgó bolygón. Az idő ebben az értelemben a modern technológiai társadalom újabb eszköze.

egy utolsó történelmi megjegyzés: Magellán 1519-1522-es körutazása során navigátora szorgalmasan naplózta útjuk minden napjának áthaladását. Amikor visszatértek az otthoni kikötőbe, a nap és a dátum egy volt. Nem tartott sokáig kitalálni, hogyan történt ez a hiba.

amikor nyugat felé halad (szemben a Föld forgási irányával), minden nap valamivel hosszabb lesz, mint 24 óra — vagyis ha a “napját” két egymást követő “noon” közötti időként méri.”Utazásuk három éve alatt ezek az apró különbségek egy egész napot tettek ki. Ez közel három évszázaddal az IDL létrehozása előtt történt, de megmutatta, hogy a globális utazás során szükség van a napi és a dátum kiigazítására.

a tudománynak köszönhetően ez most már minden. A 21.században az emberek természetesnek veszik az IDL-t. A csendes-óceáni utazás rutin, és mindannyian tudjuk, mi történik, ha átléped az IDL-t. Most már tudod, miért történik.Dan Heim 30 évig tanított fizikát és matematikát — többet, ha az általános iskolai Természettudományi klubját számoljuk. 1999 óta szabadúszó író, és oktatási számítógépes grafikákat és animációkat készít. Dan A Desert Foothills csillagászati klub elnöke New River, Ariz. Heti Sky Lights blogja olyan témákkal foglalkozik, mint a csillagászat, a meteorológia és a földtudomány, és az olvasók kérdéseit ösztönzik.

további jelentés: Traci Pedersen, élő Tudományos közreműködő.