DEN INTERNASJONALE Datolinjen, Forklart

DEN Internasjonale Datolinjen (IDL) er en imaginær og vilkårlig linje på Jordens overflate som går fra Nordpolen til Sørpolen. Når DU krysser IDL, endres dag og dato. Hvis du krysser den som reiser vestover, går dagen fremover med en, og datoen øker med en. Hvis du krysser den som reiser østover, skjer det motsatte.IDL er ikke et spørsmål om internasjonal lov, MEN DET er en av de få standardene som er omfavnet globalt. IDL er avgjørende for global sammenkobling, øyeblikkelig kommunikasjon, tidsmåling og konsistente internasjonale databaser. Det handler mest om bekvemmelighet, handel og politikk. IDL skjedde for mye de samme grunnene som fremveksten Av Internett-det fungerer — og det gjør livet litt enklere. Før diskutere hvordan og hvorfor Den Internasjonale Datolinjen kom til å bli, vi bør først vurdere spørsmål om å holde tid.

‘ vet noen virkelig hva klokka er?’

Tilbake i dagene før mekaniske klokker ble tiden målt for det meste ved hjelp av solur. Folk stolte på definisjonen at «middag» var da solen var høyest på himmelen, og rett sør. En «dag» var rett og slett hvor mye tid mellom to påfølgende «noons.»De fleste byer på planeten satte klokka til den syklusen, og alt var bra — i hvert fall innenfor en bestemt by .

problemet var at hver by opplevde middag på egen hånd (tilsynelatende) 12:00 pm Avhengig av lengdegrad, kunne tilstøtende byer ha en tid på, si, 11:45 am eller 12: 15 pm vises på deres solur. Nær ekvator, reiser vestover med ca 1000 miles (1600 kilometer) forsinker ankomst av middag med en time.

i det 19. århundre, fremveksten av transkontinentale jernbaner ytterligere kompliserte saker. Det århundret så også nøyaktige mekaniske klokker bli allment tilgjengelig. Reisende fant seg selv tilbakestille sine klokker med flere minutter på hver stasjon i øst eller vest. Dette var upraktisk i beste fall.Også i det århundret skapte fremveksten av telegrafi tidsbesparende problemer for kommersielle og militære enheter-de tidlige adopterne. Telegrafen, oppfunnet I 1832 Av Pavel Schilling, var det første sanne «instant messaging» (IM) – systemet. Det tillot kommunikasjon over store avstander ved hjelp av elektrisitet, som beveger seg (nesten) med lysets hastighet.telefonen, patentert I 1876 Av Alexander Graham Bell, var det andre SLIKE IM-systemet. Og selvfølgelig, for å bruke begge systemene effektivt, er det nyttig å vite klokketidene på både avsenderens og mottakerens steder.

Breddegrad og lengdegrad

Før vi forklarer hvordan tidssoner løste disse klokkeproblemene, la oss gjøre en rask gjennomgang av breddegrad og lengdegrad. Rundt 150 F. KR. foreslo Hipparkhos Av Nikea, en gresk matematiker og astronom, et globalt rutenett av lengdegrad og breddegrad linjer for å måle posisjon. Det var et koordinatsystem for å finne punkter på overflaten av en sfære. Den vertikale aksen målt «breddegrad» og den horisontale aksen » lengdegrad.»Selv prescient, hans ide vansmektet i over et årtusen.under Oppdagelsesalderen, som begynte i Det 15. århundre, så kartografene behovet for standardisert breddegrad og lengdegradsmåling. Hvis hensikten er å kartlegge eller kreve en geografisk plassering, må du beskrive sin posisjon entydig. Storbritannia «styrte bølgene» på den tiden, og tok tidlig ledelsen i dette arbeidet.Portugal og Spania, de andre store sjøfartsnasjonene, brukte sine egne systemer, men ble til Slutt utsatt Til England. Breddegrad var mindre et problem enn lengdegrad, siden det ikke var noen tvil om hvor polene (breddegrad 90 grader nord og 90 grader sør) og ekvator (breddegrad 0 grader) var plassert. Valget av et utgangspunkt for lengdegradsmåling (0-graders meridian) var imidlertid vilkårlig. Det var basert mer på nasjonal stolthet og bekvemmelighet.I 1851 utpekte England Nullmeridianen (0 grader lengdegrad) som meridianen som gikk Gjennom Greenwich Observatory. De var den dominerende sjøfarts nasjonen i den tiden, hadde kolonier rundt om i verden, brukte state-of-the-art mekaniske klokker, og var vitenskapelig kvalifisert til å etablere en standard. Du har hørt ordtaket » solen går aldri ned over Det Britiske Imperiet.»Det var en gang sant. England hadde kolonier over hele verden, så det var alltid «dagtid» et sted i Det Britiske Imperiet. Storbritannia hadde innflytelse.

Tidssoner

ved siste del av det 19.århundre følte forskere, jernbaner og andre fremvoksende næringer behovet for en global tidsstandard. Det første systemet, med 24 standard tidssoner, ble foreslått Av Sir Sandford Fleming i 1876. Sandford var En Skotsk ingeniør, som bidro til å designe Det Kanadiske jernbanenettet. Hans system ble ikke offisielt sanksjonert av noen global enhet, men i 1900 oppsto det vedtakelsen av tidssonesystemet i bruk i dag. Nasjon for nasjon, verden kjøpte Inn Flemings ide.

innenfor hver tidssone vil alle klokker være satt til en gjennomsnittlig tid som best representerte hvor solen befant seg på himmelen. Den tiden kalles middeltid. Solur, ved sammenligning, måle tilsynelatende soltid, noen ganger kalt sann soltid.tidssoneprosessen begynte i 1883 for Usa, da nasjonen ble delt inn i fire standard tidssoner. Hver sone var sentrert på en lengdegrad meridian:Eastern Standard Time (EST) ved 75 grader W (vest For Nullmeridianen)

Storbritannia hadde allerede startet en lignende prosess, og resten av verden fulgte snart etter. I 1900 var det globale systemet av tidssoner vi bruker i dag ganske godt etablert. Økende global tilkobling krevde noe universelt system for tidsmåling, og standard tidssoner var svaret.

de fleste tidssoner følger ikke nøyaktig lengdegrad meridianer. De zig og zag etter behov for å holde øyer, mindre land og store byområder på samme klokketid – en åpenbar konsesjon til bekvemmelighet.

Standard tidssoner er 15 grader brede, siden 360 grader delt på 24 timer tilsvarer 15 grader per time. De er nummerert etter time fra Nullmeridianen (lengdegrad 0grader), som går Gjennom Greenwich, England. Greenwich-klokken viser Hva Som kalles Greenwich Mean Time (GMT). Nummereringssystemet gjør det enkelt å finne tiden i andre soner.California, åtte tidssoner vest For Greenwich, ligger for eksempel i En sone som heter Pacific Standard Time (Pst). Denne sonen er også merket «GMT-8» ELLER GMT + 16.»Så hvis tiden I Greenwich er 12:00 pm, er Tiden i California 4:00 am (12: 00 – 8 timer).

GMT vs UTC

SIDEN 1972 HAR GMT i stor grad blitt erstattet AV UTC (Universal Coordinated Time). Når atomklokker ble oppfunnet på 1950-tallet, ble det mulig å måle tiden med en nøyaktighet bedre enn den som ble gitt av den roterende Jorden.GMT VAR et» gjennomsnittlig tid » – system basert på teleskopiske observasjoner Fra Greenwich Observatory. UTC, mens synkronisert TIL GMT, tar hensyn til små variasjoner I Jordens rotasjonshastighet. En gang imellom legges et «sprang andre» til (eller trekkes fra) verdens klokke — det er en korreksjon mellom GMT og UTC. Jordens rotasjonsperiode kan variere fra nøyaktig 24 timer med en brøkdel av et sekund uansett, avhengig av geologiske forstyrrelser.

for eksempel, når isbreer smelter, er det en overføring av masse fra høyere breddegrader mot ekvator. Som med en kunstløper som bremser sin spinnhastighet ved å forlenge en arm eller et ben, krever loven om bevaring av vinkelmomentet en reduksjon av spinnhastigheten for å kompensere for denne omfordelingen av masse. Forskere anslår et jordskjelv på 9, 0 i Japan i 2011 skiftet nok masse bort fra ekvator for å forkorte dagen med 1, 8 mikrosekunder (0, 0000018 s).

Astronomer må også vurdere forskjellen mellom tilsynelatende og gjennomsnittlig tid. At forskjellen vil avhenge av hvor langt øst eller vest man ligger innenfor en tidssone, og også på ligningen for tid, som avhenger av dato. Og så er det den forvirrende korreksjonen kalt Sommertid (DST). Men igjen, for å forstå IDL, kan vi ignorere disse komplikasjonene.

HVA ER IDL?

vi vet alle dag og dato endring ved midnatt, uavhengig av hvor du befinner deg på planeten. Men for å bruke en global tidssone system MED EN IDL, dag og dato må skilles på to steder-du kan ikke dele en sirkel i to deler med en enkelt » cut.»Løsningen ble gitt i 1884 Av International Meridian Conference (IMC), holdt I Washington, DC, og deltok av representanter for 26 nasjoner.

IMC valgte 180-graders meridian som den andre «kuttet», ikke fordi DEN var rett overfor Nullmeridianen (noen meridian kunne ha vært den andre «kuttet»). 180-graders meridian ble valgt fordi den går hovedsakelig gjennom åpent hav i det sentrale Stillehavet, zigging og zagging for å holde nærliggende nasjoner på egen dag og dato. Så valget av 180 grader var vilkårlig, men det etablerte IDL i bruk i dag.

SELV OM IDL starter i midten AV SIN UTC±12 tidssone på begge polene-nøyaktig ved lengdegrad 180 grader – for det meste av sin lengde, skifter den mot øst og sammenfaller med den østlige kanten av sin tidssone, som også zigs og zags. Poenget er, denne innkvarteringen holder øya nasjoner Oseania hver på sin egen klokke og kalender. Men det er unntak.

øyene som hoppet over en dag

Like før midnatt Den Desember. 29, 2011, samoans samlet rundt klokketårnet I Hovedstaden Apia for å feire det historiske øyeblikket med å hoppe til Den Andre siden av Den Internasjonale Datolinjen.

da klokken slo 12: 00, sprang Folket I Samoa, sammen med sine naboer på Øya Tokelau, frem til lørdag, Desember. 31, 2011-hopper over fredag helt. Øyene ble nå ansett å være på vestsiden AV IDL På Den Østlige Halvkule. Spesielt endret de tidssonen fra UTC-11 TIL UTC + 13.

beslutningen var en økonomisk. Selv Om Samoa hadde gjennomført mye av sin virksomhet med Usa i forrige århundre, har denne handelen skiftet betydelig til Asia-Stillehavsområdet, spesielt New Zealand og Australia.Så Selv Om Samoa var nærmere geografisk Til Stillehavslandene, var Det en svært plagsom 23-timers forskjell Mellom Samoa Og New Zealand og en 21-timers forskjell mellom Samoa og Australias østkyst, ifølge EarthSky Communications. Så i et forsøk på å bedre synkronisere sine arbeidsuker med sine viktigste handelspartnere, bestemte de to øylandene seg for Å hoppe OVER IDL.

I en artikkel publisert På Desember. 28, 2011, i Guardian, Samoa statsminister, Tuilaepa Sailele Malielegaoi uttrykt ulempe med forrige IDL situasjon:

«i å gjøre forretninger Med New Zealand og Australia, vi taper ut på to virkedager i uken. Mens det er fredag her, er det lørdag I New Zealand, og når vi er i kirken på søndag, driver de allerede forretninger I Sydney og Brisbane.»

DENNE IDL-overgangen var noe av en hjemkomst for Samoans. For mer enn et århundre siden var LANDET på vestsiden AV IDL, men bestemte seg i 1892 for å flytte over til østsiden for å være nærmere AMERIKANSK tid. Så I 119 år var Samoans vitne til dagens siste solnedgang og var den siste til å ringe I Det Nye Året — nå er De en av de første.

Dessverre vil Det Alltid være noen ulempe som bor så nær IDL: Nå er det en 24-timers forskjell Mellom Samoa-som ligger på den vestlige delen av Samoa – øya-kjeden-og Amerikansk Samoa på østsiden.Tonga foretrakk også Å være PÅ UTC+13 (ELLER UTC-11) av hensyn til handel og bekvemmelighet. Chatham-Øyene, nesten 500 miles (800 km) øst For New Zealand, setter klokker PÅ UTC + 12.75, og skaper en «foreldreløs» tidssone inne I UTC±12. Fraksjonelle tidssoner brukes på 16 steder rundt om i verden. Land velger bare hva som fungerer best for dem.

Se IDL-arbeidet

i videoen ovenfor, studer den første pausede rammen før du treffer » play.»DET viser IDL (hvit linje) ved midnatt punktet . For etikettens skyld, la oss si at den grønne kilen representerer den første timen på lørdag. Den blå delen av Jorden er fortsatt på fredag. Den røde delen (som vises senere) vil være søndag.

den grønne kilen er den første tidssonen vest for IDL. Vest er med klokken som sett i denne utsikten fra over Nordpolen. Av notatet, denne grønne tidssonen:

• er 15 grader bred, spenner over 1/24 Av jordens omkrets og en time;
• er sentrert på 180-graders meridian;
• strekker seg fra lengdegrad 172,5 grader til lengdegrad 187,5 grader;
• sammenfaller MED IDL langs det meste av sin østlige grense;

det øyeblikket IDL passerer midnatt, registrerer hele tidssonen starten på en ny dag.. Alle steder i en gitt tidssone må være på samme klokketid. Det er noen unntak: nasjoner (og regioner innenfor nasjoner) som har valgt BORT SOMMERTID, og de som har valgt å bruke brøkdelte tidssoner. Men vi kan ignorere det for nå.

modellen i denne animasjonen er idealisert på mange måter. Viktigst er alle tidssoner nøyaktig 15 grader brede, og sentrert på 24 jevnt fordelte meridianer av lengdegrad. IDL følger også nøyaktig den østlige kanten av hele utc±12 tidssone. Dette er ikke helt slik ting er i den virkelige verden, men det forenkler min modell sterkt.

nå føl deg fri til å treffe » play.»Se hvordan blå fredag krymper som grønn lørdag vokser. Se hva som skjer når IDL tilbake til midnatt og neste dag og dato begynner. Du vil se rød søndag «unreeling» og erstatte grønn lørdag som Jorden roterer. Bruk glidebryteren til å gå frem og tilbake og se hvordan det skjer.

DET er to ting å legge merke TIL OM IDL. Først, når som helst, er det to sekvensielle dager og datoer i kraft på Jorden. DISSE dagene og datoene er adskilt AV IDL, som går fra Nordpolen til Sørpolen (omtrent) langs lengdegrad på 172,5 grader.For Det Andre er disse to dagene og datoene også delt av midnattslinjen, meridianen nøyaktig motsatt solen. Så det er egentlig to «datolinjer» på Jorden-en roterer med planeten (IDL), og den andre forblir fast ved midnattsmeridianen. På motsatte sider av både «dato linjer,» dag og dato er alltid annerledes.

Greenwich, vi har et problem …

men vent. Det ser ut til å være et unntak fra denne regelen. Hele kloden ser ut til å være på samme dag og dato for en time hver dag. Den starter når den østlige kanten av UTC-11 tidssonen treffer midnatt. Den slutter når den østlige kanten av neste tidssone, IDL (UTC±12), treffer midnatt. På den tiden begynner en ny dag å unreel.

Se animasjonen igjen hvis du ikke fikk det. Det varer bare i en time, eller omtrent et sekund i videoen. Du ser det to ganger, hver GANG IDL nærmer seg midnatt.

Men, som forklart før, er dette en idealisert modell. Mange tidssoner nær IDL har blitt «gerrymandered» til det punktet hvor det aldri er samme dag over hele verden. I sannhet er det for et uendelig » øyeblikk — – når IDL treffer midnatt.

det er noen unntak fra dette scenariet. For Eksempel Er Midway-Øyene i UTC-11, Og Marshalløyene er I UTC±12. Sjekk ut dette detaljerte kartet over tidssonene i dette området. Hvis Du bruker Meeting Planner-funksjonen på World Time Server for de to øyene, vil du se at de faktisk deler samme dag og dato for den siste timen av dagen, som min animasjon viser. Resultatet kan du se her.

Det finnes andre kombinasjoner som gir samme resultat. Bunnlinjen er at tidssoner er så jumbled i denne regionen at mange «regler» er ødelagte. Eksempelvis: Å krysse IDL endrer dag og dato, men ikke tidspunktet. Unntak eksisterer for begge deler av den » regelen.»Det er derfor vi trenger tidssonekart og verdens tidsservere. Heldigvis, GPS apps vet alle regler og unntak, så hold din telefon på rett tid, dag og dato uansett hvor du reiser.

hvis DU sto PÅ IDL med en fot på hver side, hvilken dag ville det være?

Trick spørsmål. Siden DU har» krysset » IDL, ville hver fot være på en annen dag. Hvis du hadde en klokke på begge hender, bør de teknisk sett settes til forskjellige dager og datoer. Spørsmålet om hvilken tid disse klokker bør settes til er ikke så lett å svare.

Avhengig av HVOR PÅ IDL du står, kan tider være alt fra lik en time forskjellig. Her Er Hvor Sommertid Kan ødelegge ting, som noen steder observerer det og andre ikke. Og så er det den fraksjonelle tidssonekomplikasjonen.

Men Å «stå på TVERS AV IDL» er ikke lett. Med mindre du er på en båt forankret PÅ IDL, er det egentlig ikke noe sted du kan » stå » på den måten som er beskrevet, unntatt nær polene. Siden meridianene av lengdegrad konvergerer ved polene, er det mulig å gå over flere tidssoner på en vilkårlig kort tur. En kilometer fra begge polene er tidssonene bare 262 meter brede. Hvis du var akkurat på begge polene, kunne du stå med en fot i alle 24 tidssoner.

Ting blir mye enklere ved å bruke bare noen få tidssoner nær polene. Noen vitenskapelige baser i Antarktis bruker New Zealand-tid (UTC±12), da det er et populært ombordstigningspunkt for reise til Antarktis. Andre setter sine klokker TIL UTC. Astronauter på Den Internasjonale Romstasjonen gjør det samme. ISS beveger seg med forbløffende hastighet på 4, 7 miles per sekund (7, 7 km/s). Det er 5,7 ganger raskere enn en fartkule. ISS gjør en tur rundt Jorden hvert 90. minutt. Så i 24 timer, beboerne oppleve 32 dag og dato vekslinger, og nyte 16 soloppganger og 16 solnedganger. For å holde ting enkelt, er klokkene satt TIL UTC + 0.

Tid er bare et verktøy

Forstå IDL er en øvelse i aritmetikk, og kanskje litt geometri. Det er ikke magi, det er ikke fysikk, og det er knapt astronomi. Det handler om å sette vilkårlige tidsstandarder på en roterende planet. Tid, i den forstand, er bare et annet verktøy for et moderne teknologisk samfunn.

En siste historisk notat: Under Magellans 1519-1522 jordomseiling, hans navigatør flittig logget passering av hver dag av sin reise. Da de kom tilbake til hjemmehavn, var dagen og datoen av med en. Det tok ikke lang tid å finne ut hvordan feilen skjedde.

når du reiser vestover (motsatt Retningen Jorden roterer), vil hver dag være litt lengre enn 24 timer-det vil si hvis du måler «dagen» som tiden mellom to påfølgende » noons.»I løpet av de tre årene av deres reise ble disse små forskjellene lagt opp til en hel dag. DETTE var nesten tre århundrer før IDL ble etablert, men det viste behovet for dag-og datojusteringer under global reise.

takket være vitenskapen, er det alt funnet ut nå. I det 21. århundre tar FOLK IDL for gitt. Trans-Pacific reise er rutine, og vi vet alle hva som skjer når du krysser IDL. Nå vet du hvorfor det skjer.Dan Heim lærte fysikk og matematikk i 30 år — mer hvis du teller sin klasse-skolen science club. Siden 1999 har han vært frilansskribent og skaper pedagogisk datagrafikk og animasjoner. Dan er President For Desert Foothills Astronomy Club I New River, Ariz. Hans ukentlige blogg Sky Lights dekker emner som astronomi, meteorologi og jordvitenskap, og spørsmål fra leserne oppfordres.

Tilleggsrapportering av Traci Pedersen, Live Science bidragsyter.