国際日付変更線、説明

国際日付変更線（IDL）は、北極から南極に実行される地球の表面上の架空の任意の線です。 IDLを通過すると、日付と日付が変わります。 あなたが西に移動してそれを渡ると、日は一つずつ前に進み、日付は一つずつ増加します。 あなたが東に移動してそれを渡ると、反対のことが起こります。

IDLは国際法の問題ではありませんが、世界的に受け入れられている数少ない基準の1つです。

IDLは国際法の問題ではありません。

DLは、グローバルな相互接続性、瞬時通信、時間測定、一貫性のある国際データベースにとって重要です。 それは主に利便性、商業、政治についてです。 IDLは、インターネットの出現とほぼ同じ理由で起こった—それは動作し、それは人生を少し楽にします。 国際日付変更線がどのように、なぜあるようになったかを議論する前に、我々は最初に時間を維持する問題を検討する必要があります。

‘誰も本当にそれが何時であるか知っていますか？’

機械式時計の前の日に戻って、時間は主に日時計を使用して測定されました。 人々は、”正午”は太陽が空で最も高く、真南であったときであるという定義に頼っていました。 一つの”日”は、単に二つの連続した”正午”の間の時間の量でした。”地球上のほとんどの都市はそのサイクルに時計を設定し、すべてが良かった—少なくとも特定の都市内で。P>

問題は、各都市が独自の（明らかな）午後12:00に正午を経験したことでした経度に応じて、隣接する都市は、たとえば午前11:45または午後12:15の時間を日時計に表示することができました。 赤道付近では、約1,000マイル（1,600キロメートル）西に移動すると、正午の到着が1時間遅れます。

19世紀には、大陸横断鉄道の出現はさらに問題を複雑にしました。 その世紀はまた、正確な機械式時計が広く利用可能になって見ました。 旅行者は、東または西のすべての駅で数分で時計をリセットしていることに気付きました。 これは最高の状態で不便だった。

また、その世紀には、電信の出現は、早期導入者である商業および軍事エンティティのための時間維持の問題を生み出しました。 1832年にパベル-シリングによって発明された電信は、最初の真の”インスタント-メッセージング”（IM）システムであった。 これは、光の速度で（ほぼ）移動する電気を使用して、大きな距離を介して通信を可能にしました。

電話は、1876年にAlexander Graham Bellによって特許を取得し、そのようなIMシステムの第二のものでした。 もちろん、どちらかのシステムを効果的に使用するには、送信者と受信者の両方の場所での時計時間を知ることが役立ちます。

緯度と経度

タイムゾーンがこれらの時計の問題をどのように解決したかを説明する前に、緯度と経度の簡単なレビューをしましょう。 紀元前150年頃、ギリシャの数学者で天文学者であったニケアのヒッパルコスは、位置を測定するために経度と緯度の線のグローバルグリッドを提案した。 これは、球の表面上の点を配置するための座標系でした。 縦軸は”緯度”、横軸は”経度”を測定しました。”先見の明が、彼のアイデアは千年以上のために衰えた。

発見の時代には、15世紀に始まって、地図製作者は標準化された緯度と経度の測定の必要性を見ました。 地理的位置をマッピングまたは主張することを意図している場合は、その位置を明確に記述する必要があります。 イギリスはその時に「波を支配した」、そしてこの努力の初期のリードを取った。

ポルトガルとスペイン、他の主要な船乗り国は、独自のシステムを使用していたが、最終的にイングランドに延期しました。 緯度は、極(北緯90度と南緯90度)と赤道(北緯0度)がどこに位置していたのかについての論争がなかったので、経度よりも問題ではありませんでした。 しかし、経度測定のための出発点（0度の子午線）の選択は任意であった。 それは国家の誇りと利便性に基づいていました。

1851年、イギリスはグリニッジ天文台を通る子午線として本初子午線（経度0度）を指定した。 彼らはその時代の支配的な船乗り国家であり、世界中の植民地を持ち、最先端の機械時計を使用しており、科学的に基準を確立する資格がありました。 あなたは”太陽は大英帝国に決して設定されていない”という言葉を聞いたことがあります。”それはかつて本当だった。 イギリスは世界中に植民地を持っていたので、それは常に大英帝国のどこかで”昼間”でした。 イギリスは影響力を持っていた。

タイムゾーン

19世紀後半までに、科学者、鉄道、その他の新興産業は、世界標準の時間の必要性を感じました。 24の標準タイムゾーンを使用する最初のこのようなシステムは、1876年にSir Sandford Flemingによって提案されました。 サンドフォードはスコットランド人の技術者であり、カナダの鉄道網の設計に貢献した。 彼のシステムは公式には世界的なエンティティによって認可されていませんでしたが、1900年までに今日使用されているタイムゾーンシステムの採用を生み出しました。 国家によって、世界はフレミングのアイデアに買収されました。各タイムゾーン内では、すべての時計は、太陽が空のどこにあるかを最もよく表す平均時間に設定されます。

その時間は平均太陽時と呼ばれます。 日時計は、比較すると、見かけの太陽時間を測定し、時には真の太陽時間と呼ばれます。

タイムゾーンプロセスは、国が四つの標準タイムゾーンに分割されたとき、米国のために1883年に始まりました。 各ゾーンは経度の子午線を中心としていました:

• 東部標準時(EST)at75度W(本初子午線の西)
• 中央標準時(CST)at90度W
• 山岳標準時(MST)at105度W
• 太平洋標準時(PST)at120度W

イギリスはすでに同様のプロセスを開始しており、世界の残りの部分はすぐに追随した。 1900年までに、私たちが今日使用するタイムゾーンの世界的なシステムはかなり確立されました。 グローバルな接続性の向上には、時間測定の普遍的なシステムが必要であり、標準タイムゾーンが答えでした。

ほとんどのタイムゾーンは経度の子午線に正確に従っていません。 彼らは、島、小さな国、大都市圏を同じ時計時間に保つために必要に応じてジグザグにジグザグにジグザグにジグザグにジグザグにジグザグにジグザグにジグザグにジグザグにジグザグに

標準タイムゾーンは15度の幅で、360度を24時間で割った値は1時間あたり15度に等しいからです。 これらは、イギリスのグリニッジを通る本初子午線（経度0度）から始まる時間で番号が付けられています。 グリニッジ時計は、グリニッジ平均時間（GMT）と呼ばれるものを示しています。 番号付けシステムにより、他のゾーンの時間を簡単に見つけることができます。

たとえば、グリニッジの西にあるカリフォルニア州の八つのタイムゾーンは、太平洋標準時(PST)という名前のゾーンにあります。 そのゾーンには”GMT-8″またはGMT+16というラベルも付けられています。”グリニッジの時間が12:00p.m.であれば、カリフォルニアの時間は4:00a.m.（12:00–8時間）です。

GMT vs.UTC

1972年以来、GMTは主にUTC（協定世界時）に置き換えられています。 1950年代に原子時計が発明されると、回転する地球よりも精度の高い時間を測定することが可能になりました。

GMTは、グリニッジ天文台からの望遠鏡観測に基づく”平均時間”システムでした。 UTCはGMTと同期しているが、地球の自転速度のわずかな変化を考慮している。 たまに「うるう秒」が世界の時計に追加（または減算）されます—それはGMTとUTCの間の補正です。 地球の自転周期は、地質学的摂動に応じて、正確に24時間から1秒の割合で変化する可能性があります。

たとえば、氷河が溶けると、高緯度から赤道に向かって質量が移動します。 腕や脚を伸ばすことによってスピン速度を遅くするフィギュアスケート選手と同様に、角運動量の保存の法則は、この質量の再分配を補うためにスピン速度の減少を必要とする。 科学者たちは、2011年に日本でマグニチュード9.0の地震が1.8マイクロ秒（0.0000018秒）で一日を短縮するのに十分な質量を赤道から離れてシフトしたと推定している。天文学者はまた、見かけの時間と平均の時間の違いを考慮する必要があります。

その違いは、タイムゾーン内の極東または西の位置と、日付に依存する時間の方程式にも依存します。 そして、夏時間（DST）と呼ばれる混乱した修正があります。 しかし、再び、IDLを理解するために、我々はこれらの合併症を無視することができます。IDLとは何ですか？私たちは皆、地球上のあなたの場所に関係なく、真夜中に日と日付の変化を知っています。 しかし、IDLでグローバルタイムゾーンシステムを使用するには、日付と日付を2つの場所で分離する必要があります。”解決策は、1884年にワシントンD.C.で開催された国際子午線会議（IMC）によって提供され、26カ国の代表者が出席しました。

IMCは、180度の子午線を他の”カット”として選択しましたが、それは本初子午線の真逆ではありません（どの子午線も他の”カット”であった可能性があります）。 180度の子午線は、中央太平洋の外洋を主に通っており、近くの国を自分の日と日付に保つためにジギングとジギングが行われているために選ばれました。 したがって、180度の選択は恣意的でしたが、今日使用されているIDLを確立しました。

IDLは、UTC±12タイムゾーンの真ん中で両極（正確には経度180度）で始まりますが、その長さのほとんどは東にシフトし、タイムゾーンの東端と一致します。 一番下の行は、この宿泊施設は、独自の時計とカレンダーにオセアニアの島国それぞれを保持しています。 しかし、例外があります。

一日をスキップした島

ちょうどDecの真夜中の前に。 29,2011,サモア人は、国際日付変更線の反対側にホッピングの歴史的な瞬間を祝うためにアピアの首都の時計塔の周りに集まりました.

時計が午前12:00に当たったとき、サモアの人々は、トケラウ島の隣人と一緒に、土曜日に先に飛び降りました。 31,2011-完全に金曜日をスキップ. 島は現在、東半球のIDLの西側にあると考えられていました。 具体的には、タイムゾーンをUTC-11からUTC+13に変更しました。

決定は経済的なものでした。 サモアは、前世紀に米国とのビジネスの多くを行っていたが、この貿易は、特にニュージーランドとオーストラリア、アジア太平洋地域に大幅にシフトしてい

サモアは地理的に太平洋諸国に近いものの、EarthSky Communicationsによると、サモアとニュージーランドの間には23時間の差があり、サモアとオーストラリアの東海岸の間には21時間の差があった。 だから、より良い彼らの主要な貿易相手国と自分の仕事の週を同期させるための努力で、二つの島国の国はIDLの上にホップすることを決めました。

Decに掲載された記事で。 28,2011,ガーディアンで,サモアの首相,Tuilaepa Sailele Malielegaoiは、以前のIDLの状況で不便を表明しました:

“ニュージーランドとオーストラリアとのビジネスを行うには,我々は週に二営業日 それはここで金曜日ですが、それはニュージーランドの土曜日であり、私たちが日曜日に教会にいるとき、彼らはすでにシドニーとブリスベンでビジネスを行”

このIDL移行は、サモア人にとって帰郷のようなものでした。 一世紀以上前、国はIDLの西側にあったが、1892年に米国時間に近づくために東側に移動することを決定しました。 だから、119年の間、サモア人はその日の最後の日没を目撃し、新年に鳴る最後のものでした—今、彼らは最初のものの一つです。

残念ながら、常にIDLの近くに住んでいるいくつかの不便があります: 現在、サモア島チェーンの西部に位置するサモアと東側のアメリカ領サモアの間には24時間の違いがあります。

トンガはまた、商業と利便性の理由からUTC+13（またはUTC-11）であることを好みました。 ニュージーランドの東約500マイル(800km)のチャタム諸島は、utc+12.75で時計を設定し、UTC±12の内側に「孤立した」タイムゾーンを作成します。 フラクショナルタイムゾーンは、世界中の16の場所で使用されています。 国は、単に彼らのために最適なものを選択します。上のビデオでは、「再生」を押す前に最初に一時停止したフレームを調べます。”真夜中のポイントでIDL（白い線）を示しています。 ラベルのために、緑のくさびが土曜日の最初の時間を表しているとしましょう。 地球の青い部分はまだ金曜日です。 赤い部分（後で表示されます）は日曜日になります。

その緑のくさびはIDLの西の最初のタイムゾーンです。 北極点の上からのこの眺めで見られるように、西は時計回りです。 注目すべきは、この緑のタイムゾーン:

• 幅は15度で、地球の円周の1/24にまたがり、時間は1時間です。
• は180度の子午線を中心としています。
• は経度172.5度から経度187.5度まで延びています。
• は東の境界のほとんどに沿ってIDLと一致しています。

IDLが真夜中を通過する瞬間、そのタイムゾーン全体が新しい日の始まりを登録します。 指定されたタイムゾーン内のすべての場所は、同じ時刻にする必要があります。 いくつかの例外があります: DSTをオプトアウトした国（および国内の地域）、および分数タイムゾーンを使用することを選択した国。 しかし、我々は今のところそれを無視することができます。

このアニメーションのモデルは、多くの点で理想化されています。 最も重要なのは、すべてのタイムゾーンは正確に15度の幅であり、経度の24の等間隔の子午線を中心としています。 また、IDLはUTC±12タイムゾーン全体の東端に正確に従います。 これは現実の世界でのものではありませんが、私のモデルを大幅に簡素化します。

今すぐ”プレイ”をヒットして自由に感じます。”緑の土曜日が成長するにつれて、青の金曜日がどのように縮小するかを見てください。 IDLが真夜中に戻り、次の日と日付が始まると何が起こるかを見てください。 地球が回転するにつれて、赤い日曜日の”unreeling”と緑の土曜日の置き換えが表示されます。 前後に移動し、それがどのように起こるかを見るためにスライダーを使用してくださIDLについて注意すべきことが二つあります。

第一に、任意の時点で、地球上で有効な2つの連続した日と日付があります。 これらの日と日付は、経度の172.5度の子午線に沿って北極から南極まで（約）走るIDLによって区切られています。

第二に、これらの二つの日と日付はまた、真夜中の線、太陽の正反対の子午線によって分割されます。 そのため、地球には実際に2つの「日付線」があります—1つは惑星（IDL）とともに回転し、もう1つは真夜中の子午線に固定されたままです。 両方の「日付変更線」の反対側では、日と日付は常に異なります。しかし、待ってください。

そのルールには例外があるようです。 地球全体が、毎日1時間、同じ日と日付にあるように見えます。 これは、UTC-11タイムゾーンの東端が真夜中に当たったときに開始されます。 次のタイムゾーンであるIDL(UTC±12)の東端が真夜中に当たると終了します。 その時、新しい日が始まります。あなたがそれをキャッチしなかった場合は、再びアニメーションを見ます。

それは1時間、またはビデオの約1秒しか続きません。 あなたはIDLが真夜中に近づくたびに、二度それを見ることができます。しかし、前に説明したように、これは理想化されたモデルです。 IDLの近くの多くのタイムゾーンは、世界中で同じ日になることはないという点まで「gerrymandered」されています。 真実では、それは無限小の”瞬間”のためです—IDLが真夜中に当たったとき。

そのシナリオにはいくつかの例外があります。 たとえば、ミッドウェイ諸島はUTC-11、マーシャル諸島はUTC±12です。 その地域のタイムゾーンのこの詳細な地図をチェックしてください。 これら2つの島のワールドタイムサーバーで会議プランナー機能を使用すると、私のアニメーションが示すように、その日の最後の1時間に実際に同じ日と日付を共有していることがわかります。 ここでその結果を見ることができます。同じ結果を提供する他の組み合わせがあります。

同じ結果を提供する他の組み合わせがあります。 一番下の行は、タイムゾーンは、多くの”ルール”が壊れていることを、この地域でごちゃ混ぜされているということです。 例えば: IDLを越えると、日付と日付は変更されますが、時刻は変更されません。 例外は、その”ルール”の両方の部分に存在します。”そのため、タイムゾーンマップとワールドタイムサーバーが必要です。 幸いなことに、GPSアプリはすべてのルールと例外を知っているので、あなたが旅行する場所はどこでも適切な時間、日と日付にあなたのスマートフォン

あなたがそれぞれの側に片足でIDLに立っていた場合、それは何日になりますか？

あなたはIDLを「交差」しているので、各足は別の日になるでしょう。 あなたが両手で時計を身に着けていた場合、技術的には、彼らは別の日と日付に設定する必要があります。 これらの時計を何時に設定する必要があるのかという疑問は、答えるのは簡単ではありません。あなたが立っているIDLに応じて、時間は一時間に等しい場所からどこでも異なる可能性があります。

あなたが立っているIDLに応じて、時間は一時間 いくつかの場所がそれを観察し、他の場所がそうでないように、夏時間が物事を台無しにすることができる場所がここにあります。しかし、”IDLにまたがって立つ”ことは容易ではありません。

あなたがIDLに停泊しているボートに乗っていない限り、極の近くを除いて説明されている方法で”立つ”ことができる場所は本当にありません。 経度の子午線は極に収束するので、任意の短いハイキングで複数のタイムゾーンを歩くことができます。 いずれかの極から一キロ、タイムゾーンはわずか262メートルの幅です。 あなたが正確にどちらかの極にいた場合、あなたはすべての24のタイムゾーンで片足で立つことができます。

極の近くのいくつかのタイムゾーンだけを使用することで、物事はずっと簡単になります。 南極のいくつかの科学基地は、南極への旅行のための人気のある乗船ポイントであるため、ニュージーランド時間（UTC±12）を使用しています。 他の人は時計をUTCに設定します。 国際宇宙ステーションの宇宙飛行士も同じことをします。 ISSは毎秒4.7マイル（7.7km/s）の驚異的な速度で動いています。 それはスピード違反の弾丸よりも5.7倍速いです。 ISSは90分ごとに地球を一周します。 だから、24時間で、居住者は32日と日付の交代を経験し、16の日の出と16の夕日を楽しむ。 物事を簡単にするために、それらの時計はUTC+0に設定されています。

時間は単なるツールです

IDLを理解することは算術の練習であり、おそらくいくつかの幾何学です。 それは魔法ではない、それは物理学ではない、それはかろうじて天文学です。 それはすべて、回転する惑星に任意の時間基準を設定することです。 時間は、その意味では、現代の技術社会のちょうど別のツールです。

一つの最後の歴史的なメモ：マゼランの1519年から1522年の地球一周の間、彼の航海者は熱心に彼らの航海の毎日の通過を記録しました。 彼らが母港に戻ったとき、日と日付は一つずつオフになっていました。 そのエラーがどのように起こったのかを理解するのに時間はかかりませんでした。あなたが西に移動すると（地球が回転する方向の反対側）、毎日は24時間よりわずかに長くなります—つまり、あなたの”日”を2つの連続する”正午”の間の時間と”彼らの航海の三年間にわたって、これらのわずかな違いは一日まで追加されました。 これはIDLが設立される約3世紀前のことでしたが、世界旅行中に曜日と日付の調整が必要であることを実証しました。科学のおかげで、それはすべて今理解されています。

21世紀には、人々はIDLを当たり前のものとしています。 太平洋横断旅行は日常的であり、私たちは皆、あなたがIDLを横断するときに何が起こるかを知っています。 なぜそれが起こるのか今あなたは知っています。

ダン—ハイムは30年間物理学と数学を教えました-あなたは彼の学年-学校の科学クラブを数える場合は、より多くの。 1999年以来、彼はフリーライターであり、教育コンピュータグラフィックスとアニメーションを作成しています。 ダンは新しい川、Arizの砂漠のFoothillsの天文学クラブの大統領である。 彼の週刊ブログSky Lightsは、天文学、気象学、地球科学などのトピックをカバーしており、読者からの質問が奨励されています。

Live Science寄稿者であるTraci Pedersenによる追加報告。