De internationale datumlijn, uitgelegd

De internationale datumlijn (IDL) is een imaginaire — en willekeurige — lijn op het aardoppervlak die loopt van de Noordpool naar de Zuidpool. Wanneer u de IDL oversteekt, veranderen de dag en datum. Als je het oversteken van het reizen naar het Westen, de dag gaat vooruit met een, en de datum stijgt met een. Als je het oversteekt naar het oosten, komt het tegenovergestelde voor.

het IDL is geen kwestie van internationaal recht, maar het is een van de weinige standaarden die wereldwijd worden gehanteerd. De IDL is cruciaal voor wereldwijde interconnectiviteit, onmiddellijke communicatie, tijdmeting en consistente internationale databases. Het gaat vooral over gemak, handel en politiek. De IDL gebeurde om ongeveer dezelfde redenen als de opkomst van het Internet — het werkt, en het maakt het leven een beetje makkelijker. Voordat we bespreken hoe en waarom de internationale datumlijn is ontstaan, moeten we eerst de kwestie van het bijhouden van de tijd bekijken.

‘ weet iemand echt hoe laat het is?’

in de dagen voor mechanische klokken werd de tijd meestal gemeten met behulp van zonnewijzers. Mensen vertrouwden op de definitie dat “middag” was toen de zon het hoogst aan de hemel was, en recht naar het zuiden. Een ” dag “was gewoon de hoeveelheid tijd tussen twee opeenvolgende” noons.”De meeste steden op de planeet zetten hun klok op die cyclus, en alles was goed-in ieder geval binnen een specifieke stad.

het probleem was dat elke stad het middaguur op zijn eigen (schijnbare) 12:00 p.m. had, afhankelijk van de Lengtegraad, Aangrenzende steden een tijd van bijvoorbeeld 11:45 of 12:15 p. m. op hun zonnewijzers konden zien. In de buurt van de evenaar, het reizen naar het westen met ongeveer 1600 kilometer (1600 kilometer) vertraagt de aankomst van de middag met een uur.in de 19e eeuw werd het ontstaan van transcontinentale spoorwegen nog ingewikkelder. Die eeuw zag ook nauwkeurige mechanische uurwerken op grote schaal beschikbaar. Reizigers vonden zichzelf resetten hun horloges door enkele minuten op elk station naar het oosten of westen. Dit was op zijn best lastig.

ook in die eeuw creëerde de opkomst van telegrafie tijd-keeping problemen voor commerciële en militaire entiteiten — de early adopters. De Telegraaf, uitgevonden in 1832 door Pavel Schilling, was het eerste echte “instant messaging” (IM) systeem. Het maakte communicatie over grote afstanden mogelijk met behulp van elektriciteit, die (bijna) met de snelheid van het licht beweegt.de telefoon, die in 1876 door Alexander Graham Bell werd gepatenteerd, was het tweede IM-systeem. En natuurlijk, om een van beide systemen effectief te gebruiken, is het handig om de kloktijden te weten op de locaties van zowel de afzender als de ontvanger.

Latitude and longitude

voordat we uitleggen hoe tijdzones deze klokproblemen hebben opgelost, laten we een snelle review doen van latitude en longitude. Rond 150 v.Chr. stelde Hipparchus van Nicea, een Griekse wiskundige en astronoom, een globaal raster van lengte-en breedtegraadlijnen voor om positie te meten. Het was een coördinatenstelsel voor het lokaliseren van punten op het oppervlak van een bol. De verticale as gemeten “breedtegraad”, en de horizontale as ” Lengtegraad.”Hoewel vooruitziend, kwijnde zijn idee meer dan een millennium lang weg.

tijdens het tijdperk van de ontdekking, beginnend in de 15e eeuw, zagen cartografen de behoefte aan gestandaardiseerde lengte-en breedtegraadmetingen. Als het uw bedoeling is om een geografische locatie in kaart te brengen of te claimen, moet u de positie ervan ondubbelzinnig beschrijven. Groot-Brittannië “regeerde de golven” op het moment, en nam de vroege leiding in deze onderneming.

Portugal en Spanje, de andere grote zeevarende Naties, maakten gebruik van hun eigen systemen, maar uiteindelijk uitgesteld tot Engeland. De breedtegraad was minder een kwestie dan de Lengtegraad, aangezien er geen geschil was over waar de Polen (breedtegraad 90 Graden Noord en 90 graden zuid) en de evenaar (breedtegraad 0 graden) zich bevonden. De keuze van een startpunt voor lengtegraadmeting (de 0-graden meridiaan) was echter willekeurig. Het was meer gebaseerd op nationale trots en gemak.in 1851 wees Engeland de nulmeridiaan (0 graden Lengtegraad) aan als de meridiaan die door het Greenwich Observatory loopt. Ze waren de dominante zeevarende natie in die tijd, hadden kolonies over de hele wereld, gebruikten state-of-the-art mechanische klokken en waren wetenschappelijk gekwalificeerd om een standaard vast te stellen. Je hebt het gezegde gehoord ” de zon gaat nooit onder op het Britse Rijk.”Dat was ooit waar. Engeland had kolonies over de hele wereld, dus het was altijd “overdag” ergens in het Britse Rijk. Groot-Brittannië had invloed.

tijdzones

aan het eind van de 19e eeuw voelden wetenschappers, spoorwegen en andere opkomende industrieën de behoefte aan een mondiale standaard van tijd. Het eerste systeem, met 24 standaard tijdzones, werd voorgesteld door Sir Sandford Fleming in 1876. Sandford was een Schotse ingenieur, die meewerkte aan het ontwerp van het Canadian railway network. Zijn systeem was niet officieel goedgekeurd door een wereldwijde entiteit, maar in 1900 bracht het de invoering van het Tijdzone systeem in gebruik vandaag. Natie voor natie geloofde de wereld in Fleming ‘ s idee.

binnen elke tijdzone zouden alle klokken worden ingesteld op een gemiddelde tijd die het best overeenkomt met de plaats waar de zon zich aan de hemel bevond. Die tijd wordt de gemiddelde zonnetijd genoemd. Zonnewijzers meten de schijnbare zonnetijd, ook wel echte zonnetijd genoemd.

het tijdzoneproces begon in 1883 voor de Verenigde Staten, toen de natie werd verdeeld in vier standaard tijdzones. Elke zone was gecentreerd op een Lengtegraad:

• Eastern Standard Time (EST) bij 75 graden W (west van de nulmeridiaan)
• Centrale standaardtijd (CST) bij 90 graden W
• Mountain Standard Time (MST) bij 105 graden W
• Pacific Standard Time (PST) bij 120 graden W

het Verenigd Koninkrijk was al begonnen met een soortgelijk proces, en de rest van de wereld volgde al snel. Tegen 1900 was het wereldwijde systeem van tijdzones dat we vandaag gebruiken vrij goed ingeburgerd. Toenemende wereldwijde connectiviteit vereiste een universeel systeem van tijdmeting, en standaard tijdzones waren het antwoord.

De meeste tijdzones volgen niet precies de lengtegraadmeridianen. Ze zig en zag als nodig om Eilanden, kleinere landen en grote metropolitane gebieden op dezelfde kloktijd te houden — een duidelijke concessie aan gemak.

standaard tijdzones zijn 15 graden breed, aangezien 360 graden gedeeld door 24 uur gelijk is aan 15 graden per uur. Ze zijn genummerd per uur vanaf de nulmeridiaan (Lengtegraad 0 graden), die door Greenwich, Engeland loopt. De Greenwich klok toont wat Greenwich Mean Time (GMT) wordt genoemd. Het nummeringssysteem maakt het gemakkelijk om de tijd in andere zones te vinden.

bijvoorbeeld, Californië, acht tijdzones ten westen van Greenwich, ligt in een zone genaamd Pacific Standard Time (PST). Die zone wordt ook aangeduid als “GMT-8” of GMT + 16.”Dus als de tijd in Greenwich is 12: 00 p. m., De tijd in Californië is 4:00 a. m. (12:00 – 8 uur).

GMT vs. UTC

sinds 1972 is GMT grotendeels vervangen door UTC (Universal Coordinated Time). Toen atoomklokken werden uitgevonden in de jaren 1950, werd het mogelijk om de tijd met een betere nauwkeurigheid te meten dan die van de roterende aarde.

GMT was een” gemiddelde tijd ” systeem gebaseerd op telescopische waarnemingen van Greenwich Observatory. UTC, terwijl gesynchroniseerd met GMT, houdt rekening met lichte variaties in de rotatiesnelheid van de aarde. Af en toe wordt een “schrikkelseconde” toegevoegd aan (of afgetrokken van) de klok van de wereld — dat is een correctie tussen GMT en UTC. De rotatieperiode van de aarde kan in beide richtingen variëren van precies 24 uur met een fractie van een seconde, afhankelijk van geologische verstoringen.

bijvoorbeeld, als gletsjers smelten, is er een overdracht van massa van hogere breedtegraden naar de evenaar. Net als bij een kunstschaatser die zijn spinsnelheid vertraagt door een arm of been uit te breiden, vereist de wet van behoud van impulsmoment een vermindering van de spinsnelheid om deze herverdeling van massa te compenseren. Wetenschappers schatten een magnitude 9.0 aardbeving in Japan in 2011 verschoven genoeg massa weg van de evenaar om de dag te verkorten met 1,8 microseconden (0,0000018 s).

astronomen moeten ook rekening houden met het verschil tussen schijnbare en gemiddelde tijd. Dat verschil zal afhangen van hoe ver het oosten of het Westen zich binnen een tijdzone bevindt, en ook van de tijdsvereffening, die afhankelijk is van de datum. En dan is er die verwarrende correctie genaamd zomertijd (DST). Maar nogmaals, om de IDL te begrijpen, kunnen we deze complicaties negeren.

Wat is de IDL?

we weten allemaal dat de dag en datum om middernacht veranderen, ongeacht uw locatie op de planeet. Maar om een globaal tijdzonesysteem met een IDL te gebruiken, moeten de dag en de datum op twee locaties worden gescheiden — je kunt een cirkel niet in twee delen splitsen met een enkele “cut.”De oplossing werd in 1884 geleverd door de International Meridian Conference (IMC), gehouden in Washington D. C., en bijgewoond door vertegenwoordigers van 26 landen.

de IMC selecteerde de 180 graden meridiaan als de andere “cut”, niet omdat deze direct tegenover de Priemmeridiaan stond (elke meridiaan kan die andere”cut” zijn geweest). De 180-graden meridiaan werd gekozen omdat het voornamelijk door de open oceaan in de centrale Stille Oceaan loopt, ziggend en zaggend om nabijgelegen Naties op hun eigen dag en datum te houden. Dus de keuze van 180 graden was willekeurig, maar het stelde de IDL in gebruik vandaag.

hoewel het IDL begint in het midden van zijn UTC±12 Tijdzone op beide polen — precies op 180 graden Lengtegraad — voor het grootste deel van zijn lengte, verschuift het naar het oosten en valt het samen met de oostelijke rand van zijn tijdzone, die ook Zigt en Zagt. De bottom line is, deze accommodatie houdt de eiland naties van Oceanië elk op hun eigen klok en kalender. Maar er zijn uitzonderingen.

de eilanden die een dag

overslaan net voor middernacht op Dec. 29, 2011, Samoanen verzameld rond de klokkentoren in de hoofdstad van Apia om het historische moment van hoppen naar de andere kant van de internationale datumlijn te vieren. toen de klok sloeg om 00: 00 uur, sprong het volk van Samoa, samen met hun buren op het eiland Tokelau, vooruit naar zaterdag Dec. 31, 2011-vrijdag helemaal overslaan. De eilanden werden nu beschouwd als aan de westkant van de IDL op het Oostelijk Halfrond. In het bijzonder veranderden ze hun tijdzone van UTC-11 naar UTC+13.

de beschikking was van economische aard. Hoewel Samoa in de vorige eeuw veel van zijn zaken met de Verenigde Staten had gedaan, is deze handel aanzienlijk verschoven naar de regio Azië-Pacific, met name Nieuw-Zeeland en Australië.hoewel Samoa geografisch dichter bij de landen in de Stille Oceaan lag, was er volgens EarthSky Communications een zeer hinderlijk verschil van 23 uur tussen Samoa en Nieuw-Zeeland en een verschil van 21 uur tussen Samoa en de oostkust van Australië. Dus in een poging om hun werkweken beter te synchroniseren met hun belangrijkste handelspartners, besloten de twee eilandlanden over de IDL te springen.

in een artikel gepubliceerd op Dec. 28, 2011, In The Guardian, Samoa ’s premier, Tuilaepa Sailele Malielegaoi uitgedrukt het ongemak met de vorige IDL situatie:

” In het doen van zaken met Nieuw-Zeeland en Australië, We verliezen op twee werkdagen per week. Terwijl het vrijdag hier, het is zaterdag in Nieuw-Zeeland en als we in de kerk op zondag, ze zijn al bezig met zaken in Sydney en Brisbane.”

Deze IDL overgang was iets van een thuiskomst voor Samoanen. Meer dan een eeuw geleden was het land aan de westelijke kant van de IDL, maar besloot in 1892 om over te gaan naar de oostelijke kant om dichter bij de Amerikaanse tijd te zijn. Dus voor 119 jaar, Samoanen getuige van de laatste zonsondergang van de dag en waren de laatste om te bellen in het nieuwe jaar — nu zijn ze een van de eersten.

helaas zal er altijd enig ongemak zijn om zo dicht bij de IDL te leven.: Nu is er een 24-uur verschil tussen Samoa-gelegen op het westelijke deel van de Samoa eilandketen — en Amerikaans-Samoa aan de oostelijke kant.

Tonga gaf ook de voorkeur aan UTC + 13 (of UTC-11) om redenen van handel en gemak. De Chatham eilanden, bijna 800 km ten oosten van Nieuw-Zeeland, zetten klokken op UTC+12,75, waardoor een “wees” tijdzone binnen UTC±12. Fractionele tijdzones worden gebruikt op 16 locaties over de hele wereld. Landen kiezen gewoon wat voor hen het beste werkt.

Bekijk het IDL-werk

in de video hierboven, bestudeer dat frame eerst gepauzeerd is voordat u op “play” klikt.”Het toont de IDL (witte lijn) op het middernacht punt. Voor de labels, laten we zeggen dat de groene wig het eerste uur van zaterdag vertegenwoordigt. Het blauwe deel van de aarde is nog steeds op vrijdag. Het rode gedeelte (dat later verschijnt) is zondag.

die groene wig is de eerste tijdzone ten westen van de IDL. West is met de klok mee te zien in dit uitzicht van boven de Noordpool. Van nota, deze groene Tijdzone:

• is 15 graden breed, overspant 1/24 van de omtrek van de aarde en een uur;
• is gecentreerd op de 180 graden meridiaan;
• strekt zich uit van Lengtegraad 172,5 graden tot Lengtegraad 187,5 graden;
• valt samen met de IDL langs het grootste deel van de oostelijke grens;

zodra de IDL middernacht passeert, registreert de gehele Tijdzone het begin van een nieuwe dag. Alle locaties in een bepaalde tijdzone moeten op dezelfde kloktijd staan. Er zijn enkele uitzonderingen: landen (en regio ‘ s binnen landen) die zich hebben afgemeld van DST, en degenen die hebben gekozen om fractionele tijdzones te gebruiken. Maar dat kunnen we voorlopig negeren.

het model in deze animatie wordt op vele manieren geïdealiseerd. Het belangrijkste is dat alle tijdzones precies 15 graden breed zijn, en gecentreerd op 24 gelijkmatig verdeelde lengtegraadmeridianen. Ook volgt de IDL precies de oostelijke rand van de gehele UTC±12 Tijdzone. Dit is niet helemaal de manier waarop de dingen zijn in de echte wereld, maar het vereenvoudigt mijn model aanzienlijk.

druk nu op ” play.”Kijk hoe blue Friday krimpt als green Saturday groeit. Kijk wat er gebeurt als de IDL terugkeert naar middernacht en de volgende dag en datum begint. Je ziet rode zondag “afrollen” en groene zaterdag vervangen als de aarde draait. Gebruik de schuifregelaar om heen en weer te gaan en te kijken hoe dat gebeurt.

Er zijn twee dingen op te merken over de IDL. Ten eerste, op elk moment in de tijd, zijn er twee opeenvolgende dagen en data van kracht op de aarde. Die dagen en data worden gescheiden door de IDL, die van de Noordpool naar de Zuidpool loopt (ongeveer) langs de 172,5 graden Lengtegraad.

ten tweede worden deze twee dagen en datums ook gedeeld door de midnight line, de meridiaan precies tegenover de zon. Er zijn dus echt twee “datumlijnen” op aarde — één roteert met de planeet (de IDL), en de andere blijft gefixeerd op de midnight meridiaan. Aan weerszijden van beide “datumlijnen” zijn de dag en datum altijd verschillend.

Greenwich, we hebben een probleem …

maar wacht. Er lijkt een uitzondering op die regel te zijn. De hele wereld lijkt te zijn op dezelfde dag en datum voor een uur per dag. Het begint wanneer de oostelijke rand van de UTC-11 Tijdzone middernacht. Het eindigt wanneer de oostelijke rand van de volgende Tijdzone, de IDL (UTC±12), middernacht bereikt. Op dat moment begint een nieuwe dag te ontrafelen.

bekijk de animatie opnieuw als je dat niet hebt opgevangen. Het duurt slechts een uur, of ongeveer een seconde in de video. Je ziet het twee keer, elke keer dat de IDL middernacht nadert.

maar, zoals eerder uitgelegd, is dit een geïdealiseerd model. Veel tijdzones in de buurt van de IDL Zijn “gerrymanderd” tot het punt waar het nooit dezelfde dag over de hele wereld. In werkelijkheid is het voor een oneindig klein “moment”, wanneer de IDL middernacht raakt.

Er zijn enkele uitzonderingen op dat scenario. Bijvoorbeeld, de Midway eilanden zijn in UTC-11, en de Marshalleilanden zijn in UTC±12. Bekijk deze gedetailleerde kaart van de tijdzones in dat gebied. Als je de Meeting Planner functie op de World Time Server gebruikt voor die twee eilanden, zul je zien dat ze inderdaad dezelfde dag en datum delen voor het laatste uur van de dag, zoals mijn animatie laat zien. Dat resultaat zie je hier.

Er zijn andere combinaties die hetzelfde resultaat opleveren. De bottom line is dat tijdzones zijn zo door elkaar gehaald in deze regio dat veel “regels” worden gebroken. Bijvoorbeeld: Het oversteken van de IDL verandert de dag en de datum, maar niet de tijd. Er bestaan uitzonderingen voor beide delen van die regel.”Daarom hebben we tijdzonekaarten en wereldtijdservers nodig. Gelukkig kennen GPS-apps alle regels en uitzonderingen, dus houd uw smartphone op het juiste moment, dag en datum, waar u ook reist.

als u op de IDL stond met één voet aan elke kant, welke dag zou het dan zijn?

strikvraag. Omdat je de IDL hebt” gekruist”, zou elke voet in een andere dag zijn. Als je droeg een horloge op beide handen, technisch, ze moeten worden ingesteld op verschillende dagen en data. De vraag hoe laat die Horloges moeten worden ingesteld is niet zo gemakkelijk te beantwoorden.

afhankelijk van de IDL waar u staat, kunnen de tijden overal gelijk zijn aan één uur verschillend. Hier is waar zomertijd dingen kan verpesten, zoals sommige locaties het waarnemen en anderen niet. en dan is er die fractionele Tijdzone complicatie.

maar “op de IDL staan” is niet eenvoudig. Tenzij je op een boot voor anker ligt bij de IDL, is er echt geen plek waar je kunt “staan” op de manier zoals beschreven, behalve in de buurt van de palen. Aangezien de Lengtegraad meridianen samenkomen op de polen, is het mogelijk om over meerdere tijdzones te wandelen op een willekeurig korte wandeling. Een kilometer van beide pool, tijdzones zijn slechts 262 meter breed. Als je precies op één pool stond, kon je met één voet in alle 24 tijdzones staan.

Het wordt een stuk eenvoudiger door slechts een paar tijdzones in de buurt van de polen te gebruiken. Sommige wetenschappelijke bases in Antarctica gebruiken Nieuw-Zeelandse tijd (UTC±12), omdat dat een populair inschepingspunt is voor reizen naar Antarctica. Anderen zetten hun klok op UTC. Astronauten op het Internationale Ruimtestation doen hetzelfde. Het ISS beweegt met de verbazingwekkende snelheid van 7,7 km per seconde (7,7 km/s). Dat is 5,7 keer sneller dan een kogel. Het ISS maakt elke 90 minuten een reis rond de aarde. Dus in 24 uur ervaren de inzittenden 32 Dag-en datumafwisselingen en genieten ze van 16 zonsopgangen en 16 zonsondergangen. Om het simpel te houden, zijn hun klokken ingesteld op UTC+0.

tijd is gewoon een hulpmiddel

het begrijpen van de IDL is een oefening in rekenkunde, en misschien wat geometrie. Het is geen magie, het is geen natuurkunde en het is nauwelijks astronomie. Het gaat allemaal over het instellen van willekeurige tijdstandaarden op een roterende planeet. Tijd, in die zin, is gewoon een ander instrument van een moderne technologische samenleving.een laatste historische opmerking: tijdens Magellan ‘ s 1519-1522 circumnavigation of the globe, noteerde zijn navigator ijverig de passage van elke dag van hun reis. Toen ze terugkeerden naar de thuishaven, waren de dag en de datum één keer voorbij. Het duurde niet lang om erachter te komen hoe die fout gebeurde.

wanneer u westwaarts reist (tegenover de richting waarin de aarde draait), zal elke dag iets langer zijn dan 24 uur — dat wil zeggen, als u uw “dag” meet als de tijd tussen twee opeenvolgende “noons.”Over de drie jaar van hun reis, die kleine verschillen opgeteld tot een hele dag. Dit was bijna drie eeuwen voordat de IDL werd opgericht, maar het toonde de noodzaak aan voor dag-en datumaanpassingen tijdens wereldwijde reizen.

dankzij de wetenschap is dat nu allemaal uitgedokterd. In de 21e eeuw nemen mensen het IDL voor lief. Trans-Pacific reizen is routine, en we weten allemaal wat er gebeurt als je de IDL oversteekt. Nu weet je waarom het gebeurt.

Dan Heim doceerde 30 jaar natuurkunde en wiskunde — meer als je zijn lagere school science club meetelt. Sinds 1999 is hij freelance schrijver en maakt hij educatieve computer graphics en animaties. Dan is voorzitter van de Desert Foothills Astronomy Club in New River, Ariz. Zijn wekelijkse blog Sky Lights behandelt onderwerpen zoals astronomie, meteorologie en aardwetenschappen, en vragen van lezers worden aangemoedigd.

aanvullende rapportage door Traci Pedersen, Live Science contributor.