Linia internațională a datei, explicată

linia internațională a datei (IDL) este o linie imaginară și arbitrară de pe suprafața Pământului care merge de la Polul Nord la Polul Sud. Când traversați IDL, ziua și data se schimbă. Dacă o traversați călătorind spre vest, ziua merge înainte cu una, iar data crește cu una. Dacă îl traversați călătorind spre est, se întâmplă contrariul.

IDL nu este o chestiune de Drept internațional, dar este unul dintre puținele standarde îmbrățișate la nivel global. IDL este crucial pentru interconectivitatea globală, comunicarea instantanee, măsurarea timpului și bazele de date internaționale consecvente. Este vorba mai ales despre comoditate, comerț și politică. IDL s — a întâmplat din aceleași motive ca și apariția Internetului-funcționează și face viața puțin mai ușoară. Înainte de a discuta cum și de ce a apărut linia internațională a datei, ar trebui să revizuim mai întâi problema păstrării timpului.

‘ stie cineva cat e ceasul?’

În zilele dinaintea ceasurilor mecanice, timpul a fost măsurat mai ales folosind cadrane solare. Oamenii s-au bazat pe definiția că „amiază” era atunci când soarele era cel mai înalt pe cer și spre sud. O ” zi „a fost pur și simplu cantitatea de timp între două” noons consecutive.”Majoritatea orașelor de pe planetă și — au setat ceasurile la acel ciclu și totul a fost bine-cel puțin în orice oraș specific.

problema a fost că fiecare oraș a experimentat prânzul la propriul său (aparent) 12:00 p.m. în funcție de longitudine, orașele adiacente ar putea avea un timp de, să zicem, 11:45 A. M. sau 12:15 p. m. afișat pe cadranele lor solare. Aproape de Ecuator, călătorind spre vest cu aproximativ 1.000 de mile (1.600 de kilometri) întârzie sosirea prânzului cu o oră.

în secolul al 19-lea, apariția căilor ferate transcontinentale a complicat și mai mult problemele. În acel secol, ceasurile mecanice precise au devenit disponibile pe scară largă. Călătorii s-au trezit resetându-și ceasurile cu câteva minute la fiecare stație spre est sau vest. Acest lucru a fost incomod în cel mai bun caz.

tot în acel secol, apariția telegrafiei a creat probleme de păstrare a timpului pentru entitățile comerciale și militare-adoptatorii timpurii. Telegraful, inventat în 1832 de Pavel Schilling, a fost primul adevărat sistem de „mesagerie instantanee” (IM). A permis comunicarea pe distanțe mari folosind electricitate, care se mișcă (aproape) cu viteza luminii.

telefonul, patentat în 1876 de Alexander Graham Bell, a fost al doilea astfel de sistem IM. Și, desigur, pentru a utiliza în mod eficient oricare dintre sisteme, este util să cunoașteți orele de ceas atât în locațiile expeditorului, cât și în cele ale receptorului.

latitudine și longitudine

înainte de a explica modul în care fusurile orare au rezolvat aceste probleme de ceas, să facem o scurtă trecere în revistă a latitudinii și longitudinii. În jurul anului 150 î.hr., Hipparchus din Nicea, un matematician și astronom grec, a propus o rețea globală de linii de longitudine și latitudine pentru a măsura poziția. Era un sistem de coordonate pentru localizarea punctelor pe suprafața unei sfere. Axa verticală măsurată „latitudine”, și axa orizontală ” longitudine.”Deși prescient, ideea lui a dispărut timp de peste un mileniu.

în epoca descoperirii, începând cu secolul al 15-lea, cartografii au văzut necesitatea măsurării standardizate a latitudinii și longitudinii. Dacă intenția dvs. este de a cartografia sau de a revendica o locație geografică, trebuie să descrieți poziția acesteia fără echivoc. Marea Britanie „a condus valurile” la acea vreme și a preluat conducerea timpurie în acest demers.

Portugalia și Spania, celelalte națiuni maritime majore, își foloseau propriile sisteme, dar în cele din urmă au fost amânate Angliei. Latitudinea a fost mai puțin o problemă decât longitudinea, deoarece nu a existat nicio dispută cu privire la locul în care se aflau polii (latitudine 90 grade nord și 90 grade sud) și ecuatorul (latitudine 0 grade). Cu toate acestea, selectarea unui punct de plecare pentru măsurarea longitudinii (meridianul de 0 grade) a fost arbitrară. S-a bazat mai mult pe mândria și comoditatea națională.

în 1851, Anglia a desemnat meridianul principal (0 grade longitudine) ca meridian care trece prin Observatorul Greenwich. Ei erau națiunea maritimă dominantă în acea epocă, aveau colonii în întreaga lume, foloseau ceasuri mecanice de ultimă generație și erau calificați științific pentru a stabili un standard. Ați auzit zicala „soarele nu apune niciodată asupra Imperiului Britanic.”Asta a fost odată adevărat. Anglia a avut colonii pe tot globul, așa că a fost întotdeauna „în timpul zilei” undeva în Imperiul Britanic. Marea Britanie avea influență.

fusuri orare

în ultima parte a secolului al 19-lea, oamenii de știință, căile ferate și alte industrii emergente au simțit nevoia unui standard global de timp. Primul astfel de sistem, folosind 24 de fusuri orare standard, a fost propus de Sir Sandford Fleming în 1876. Sandford a fost un inginer scoțian, care a ajutat la proiectarea rețelei feroviare canadiene. Sistemul său nu a fost sancționat oficial de nicio entitate globală, dar până în 1900 a dat naștere adoptării sistemului de fus orar utilizat astăzi. Națiune după națiune, lumea a crezut în ideea lui Fleming.

în fiecare fus orar, toate ceasurile ar fi setate la un timp mediu care ar reprezenta cel mai bine locul în care soarele era situat pe cer. Acest timp se numește timp solar mediu. Cadranele solare, prin comparație, măsoară timpul solar aparent, uneori numit timp solar adevărat.

procesul de fus orar a început în 1883 pentru Statele Unite, când națiunea a fost împărțită în patru fusuri orare standard. Fiecare zonă era centrată pe un meridian de longitudine:

• Eastern Standard Time (EST) la 75 de grade W (vest de meridianul principal)
• Central Standard Time (CST) la 90 de grade W
• Mountain Standard Time (MST) la 105 grade W
• Pacific Standard Time (PST) la 120 de grade W

Regatul Unit a început deja un proces similar, iar restul lumii a urmat în curând exemplul. Până în 1900, sistemul global de fusuri orare pe care îl folosim astăzi era destul de bine stabilit. Creșterea conectivității globale a cerut un sistem universal de măsurare a timpului, iar fusurile orare standard au fost răspunsul.

majoritatea fusurilor orare nu urmează cu exactitate meridianele de longitudine. Ei zig și zag după cum este necesar pentru a menține Insulele, țările mai mici și zonele metropolitane mari în același timp de ceas — o concesie evidentă pentru comoditate.

fusurile orare Standard au o lățime de 15 grade, deoarece 360 de grade împărțite la 24 de ore sunt egale cu 15 grade pe oră. Acestea sunt numerotate pe oră începând de la meridianul principal (longitudine 0grade), care trece prin Greenwich, Anglia. Ceasul Greenwich arată ceea ce se numește Greenwich Mean Time (GMT). Sistemul de numerotare facilitează găsirea timpului în alte zone.de exemplu, California, opt fusuri orare la vest de Greenwich, se află într-o zonă numită Pacific Standard Time (PST). Această zonă este, de asemenea, etichetată „GMT-8” sau GMT+16.”Deci, dacă timpul în Greenwich este 12:00 p.m., timpul în California este 4:00 A. M. (12: 00 – 8 ore).

GMT vs.UTC

Din 1972, GMT a fost în mare parte înlocuit de UTC (Universal Coordinated Time). Când ceasurile atomice au fost inventate în anii 1950, a devenit posibilă măsurarea timpului cu o precizie mai bună decât cea oferită de pământul Rotativ.GMT a fost un sistem de „timp mediu” bazat pe observații telescopice de la Observatorul Greenwich. UTC, în timp ce este sincronizat cu GMT, ia în considerare ușoare variații ale ratei de rotație a Pământului. Din când în când, un „salt al doilea” este adăugat (sau scăzut din) ceasul lumii — aceasta este o corecție între GMT și UTC. Perioada de rotație a Pământului poate varia de la exact 24 de ore cu o fracțiune de secundă, în funcție de perturbațiile geologice.

de exemplu, pe măsură ce ghețarii se topesc, există un transfer de masă de la latitudini mai mari către ecuator. Ca și în cazul unui patinator care își încetinește rata de rotire prin extinderea unui braț sau a unui picior, legea conservării momentului unghiular necesită o reducere a ratei de rotire pentru a compensa această redistribuire a masei. Oamenii de știință estimează că un cutremur cu magnitudinea de 9,0 în Japonia în 2011 a mutat suficientă masă departe de Ecuator pentru a scurta ziua cu 1,8 microsecunde (0,0000018 s).

astronomii trebuie să ia în considerare și diferența dintre timpul aparent și cel mediu. Această diferență va depinde de cât de departe se află estul sau vestul într-un fus orar și, de asemenea, de ecuația timpului, care depinde de dată. Și apoi există acea corecție confuză numită ora de vară (DST). Dar, din nou, pentru a înțelege IDL, putem ignora aceste complicații.

ce este IDL?

știm cu toții că ziua și data se schimbă la miezul nopții, indiferent de locația dvs. pe planetă. Dar pentru a utiliza un sistem global de fus orar cu un IDL, ziua și data trebuie separate în două locații — nu puteți împărți un cerc în două părți cu o singură „tăiere”.”Soluția a fost oferită în 1884 de Conferința Internațională Meridian (IMC), care a avut loc la Washington, D. C., La care au participat reprezentanți ai 26 de națiuni.

IMC a selectat meridianul de 180 de grade ca celălalt „tăiat”, nu pentru că era direct opus meridianului principal (orice meridian ar fi putut fi celălalt „tăiat”). Meridianul de 180 de grade a fost ales pentru că se desfășoară mai ales prin oceanul deschis în Pacificul central, zigging și zagging pentru a păstra națiunile din apropiere În ziua și data lor. Deci, alegerea de 180 de grade a fost arbitrară, dar a stabilit IDL în uz astăzi.

deși IDL începe în mijlocul UTC 12 fus orar la ambii poli — Exact la longitudine 180 de grade — pentru cea mai mare parte a lungimii sale, se deplasează spre est și coincide cu marginea estică a fusului orar, care, de asemenea, zig și zag. Linia de jos este, această cazare păstrează națiunile insulare din Oceania fiecare pe propriul ceas și calendar. Dar există excepții.

insulele care au sărit peste o zi

chiar înainte de miezul nopții din decembrie. 29, 2011, Samoanii s-au adunat în jurul turnului cu ceas din capitala Apia pentru a sărbători momentul istoric de salt în cealaltă parte a liniei Internaționale a datei.

în timp ce ceasul bătea la ora 12:00, oamenii din Samoa, împreună cu vecinii lor de pe insula Tokelau, au sărit înainte până sâmbătă, decembrie. 31, 2011-sărind peste vineri în întregime. Insulele erau acum considerate a fi pe partea de vest a IDL în emisfera estică. Mai exact, și-au schimbat fusul orar de la UTC-11 la UTC+13.

decizia a fost una economică. Deși Samoa își desfășurase o mare parte din afacerile sale cu Statele Unite în secolul trecut, această tranzacționare s-a mutat semnificativ în regiunea Asia-Pacific, în special în Noua Zeelandă și Australia.deci, deși Samoa era mai aproape geografic de țările din Pacific, a existat o diferență foarte deranjantă de 23 de ore între Samoa și Noua Zeelandă și o diferență de 21 de ore între Samoa și coasta de Est a Australiei, potrivit Earthsky Communications. Așadar, într-un efort de a-și sincroniza mai bine săptămânile de lucru cu principalii lor parteneri comerciali, cele două țări insulare au decis să sară peste IDL.

într-un articol publicat în decembrie. 28, 2011, în The Guardian, prim-ministrul Samoa, Tuilaepa Sailele Malielegaoi și-a exprimat inconvenientul cu situația IDL anterioară:

„în a face afaceri cu Noua Zeelandă și Australia, pierdem două zile lucrătoare pe săptămână. În timp ce este vineri aici, este sâmbătă în Noua Zeelandă și când suntem la biserică duminică, ei desfășoară deja afaceri în Sydney și Brisbane.”

această tranziție IDL a fost un fel de întoarcere acasă pentru Samoani. Cu mai bine de un secol în urmă, țara se afla pe partea de vest a IDL, dar a decis în 1892 să se mute în partea de Est pentru a fi mai aproape de timpul SUA. Așadar, timp de 119 ani, Samoanii au asistat la ultimul apus al zilei și au fost ultimii care au sunat în noul an — acum sunt unul dintre primii.

Din păcate, vor exista întotdeauna unele inconveniente care trăiesc atât de aproape de IDL: Acum există o diferență de 24 de ore între Samoa — situată în partea de vest a lanțului insulei Samoa — și Samoa Americană pe partea de Est.

Tonga a preferat, de asemenea, să fie la UTC+13 (sau UTC-11) din motive de comerț și comoditate. Insulele Chatham, la aproape 500 de mile (800 km) la est de Noua Zeelandă, setează ceasuri la UTC+12.75, creând un fus orar „orfan” în interiorul UTC 12. Fusurile orare fracționare sunt utilizate în 16 locații din întreaga lume. Țările aleg pur și simplu ceea ce funcționează cel mai bine pentru ei.

Urmăriți activitatea IDL

în videoclipul de mai sus, studiați primul cadru întrerupt înainte de a lovi „redare.”Arată IDL (linia albă) la punctul de la miezul nopții. De dragul etichetelor, să spunem că pană verde reprezintă prima oră a zilei de sâmbătă. Partea albastră a Pământului este încă vineri. Partea roșie (care va apărea mai târziu) va fi duminică.

acea pană verde este prima fus orar la vest de IDL. Vestul este în sensul acelor de ceasornic, așa cum se vede în această vedere de deasupra Polului Nord. De remarcat, acest fus orar verde:

• are o lățime de 15 grade, se întinde pe 1/24 din circumferința Pământului și o oră de timp;
• este centrat pe meridianul de 180 de grade;
• se extinde de la longitudine 172,5 grade la longitudine 187,5 Grade;
• coincide cu IDL de-a lungul majorității graniței sale estice;

în momentul în care IDL trece de miezul nopții, întregul fus orar o nouă zi. Toate locațiile dintr-un anumit fus orar trebuie să fie la aceeași oră de ceas. Există câteva excepții: națiunile (și regiunile din cadrul națiunilor) care au optat pentru DST și cei care au ales să utilizeze fusuri orare fracționate. Dar putem ignora asta deocamdată.

modelul din această animație este idealizat în multe feluri. Cel mai important, toate fusurile orare au exact 15 grade lățime și sunt centrate pe 24 de meridiane de longitudine distanțate uniform. De asemenea, IDL urmează exact marginea estică a întregului fus orar UTC 12. Acest lucru nu este chiar modul în care lucrurile sunt în lumea reală, dar simplifică foarte mult modelul meu.

acum Simțiți-vă liber pentru a lovi „play.”Urmăriți cum se micșorează Vinerea albastră pe măsură ce crește sâmbăta verde. Urmăriți ce se întâmplă când IDL revine la miezul nopții și a doua zi și data începe. Veți vedea Duminica roșie „nerealizând” și înlocuind sâmbăta verde pe măsură ce Pământul se rotește. Utilizați glisorul pentru a merge înainte și înapoi și urmăriți cum se întâmplă acest lucru.

există două lucruri de observat despre IDL. În primul rând, în orice moment, există două zile și date secvențiale în vigoare pe Pământ. Aceste zile și date sunt separate de IDL, care merge de la Polul Nord la Polul Sud (aproximativ) de-a lungul meridianului de longitudine de 172,5 grade.în al doilea rând, aceste două zile și date sunt, de asemenea, împărțite de linia de la miezul nopții, meridianul exact opus soarelui. Deci, există într — adevăr două „linii de date” pe Pământ-una se rotește cu planeta (IDL), iar cealaltă rămâne fixată la meridianul de la miezul nopții. Pe laturile opuse ale ambelor „linii de date”, ziua și data sunt întotdeauna diferite.

Greenwich, avem o problemă …

dar așteaptă. Se pare că există o excepție de la această regulă. Întregul glob pare să fie în aceeași zi și dată timp de o oră în fiecare zi. Începe când marginea estică a fusului orar UTC-11 atinge miezul nopții. Se termină când marginea estică a următorului fus orar, IDL (UTC 12), ajunge la miezul nopții. În acel moment, o nouă zi începe să se rătăcească.

urmăriți animația din nou dacă nu ați prins asta. Durează doar o oră sau aproximativ o secundă în videoclip. O veți vedea de două ori, de fiecare dată când IDL se apropie de miezul nopții.

dar, așa cum am explicat anterior, acesta este un model idealizat. Multe fusuri orare din apropierea IDL au fost „gerrymandered” până la punctul în care nu este niciodată aceeași zi pe tot globul. Într — adevăr, este pentru o „clipă” infinitezimală-când IDL lovește miezul nopții.

există câteva excepții de la acest scenariu. De exemplu, Insulele Midway sunt în UTC-11, Iar Insulele Marshall sunt în UTC 12. Consultați această hartă detaliată a fusurilor orare din acea zonă. Dacă utilizați funcția Planificator de întâlniri pe World Time Server pentru acele două insule, veți vedea că acestea împărtășesc într-adevăr aceeași zi și aceeași dată pentru ultima oră a zilei, așa cum arată animația mea. Puteți vedea acest rezultat aici.

există și alte combinații care oferă același rezultat. Concluzia este că fusurile orare sunt atât de amestecate în această regiune încât multe „reguli” sunt încălcate. De exemplu: Trecerea IDL schimbă ziua și data, dar nu și ora. Există excepții pentru ambele părți ale acestei ” reguli.”De aceea avem nevoie de hărți de fus orar și servere de timp mondiale. Din fericire, aplicațiile GPS cunosc toate regulile și excepțiile, așa că păstrați-vă telefonul inteligent la momentul, ziua și data potrivite oriunde călătoriți.

dacă ați sta pe IDL cu un picior pe fiecare parte, ce zi ar fi?

întrebare truc. Din moment ce ați „traversat” IDL, fiecare picior ar fi într-o zi diferită. Dacă purtați un ceas pe ambele mâini, din punct de vedere tehnic, acestea ar trebui să fie setate la zile și date diferite. Întrebarea la ce oră ar trebui să fie setate aceste ceasuri nu este la fel de ușor de răspuns.

în funcție de unde pe IDL sunteți în picioare, ori ar putea fi oriunde de la egal la o oră diferite. Aici este locul în care Ora de vară poate încurca lucrurile, deoarece unele locații o observă, iar altele nu. și apoi există acea complicație a fusului orar fracționat.

dar să „stai călare pe IDL” nu este ușor. Dacă nu sunteți pe o barcă ancorată la IDL, nu există într-adevăr niciun loc în care să puteți „sta” în modul descris, cu excepția stâlpilor. Deoarece meridianele de longitudine converg la poli, este posibil să mergeți pe mai multe fusuri orare într-o excursie scurtă arbitrar. La un kilometru de fiecare pol, fusurile orare au doar 262 de metri lățime. Dacă ați fi exact pe ambele poli, ați putea sta cu un picior în toate cele 24 de fusuri orare.

lucrurile devin mult mai simple folosind doar câteva fusuri orare în apropierea polilor. Unele baze științifice din Antarctica folosesc ora Noii Zeelande (UTC 12), deoarece acesta este un punct de îmbarcare popular pentru călătoria în Antarctica. Alții și-au setat ceasurile la UTC. Astronauții de pe Stația Spațială Internațională fac același lucru. ISS se deplasează cu o viteză uluitoare de 4, 7 mile pe secundă (7, 7 km/s). E de 5,7 ori mai rapid decât un glonț. ISS face o călătorie în jurul Pământului la fiecare 90 de minute. Așadar, în 24 de ore, ocupanții experimentează 32 de alternanțe de zile și date și se bucură de 16 răsărituri și 16 apusuri de soare. Pentru a păstra lucrurile simple, ceasurile lor sunt setate la UTC + 0.

timpul este doar un instrument

înțelegerea IDL este un exercițiu în aritmetică, și poate unele geometrie. Nu este magie, nu este fizică și abia este astronomie. Este vorba despre stabilirea unor standarde de timp arbitrare pe o planetă rotativă. Timpul, în acest sens, este doar un alt instrument al unei societăți tehnologice moderne.

o notă istorică finală: în timpul circumnavigării Globului de către Magellan din 1519-1522, navigatorul său a înregistrat cu sârguință trecerea fiecărei zile a călătoriei lor. Când s-au întors în portul de origine, ziua și data au fost oprite de unul. Nu a durat mult să ne dăm seama cum s-a întâmplat această eroare.

când călătorești spre vest (vizavi de direcția în care se rotește Pământul), fiecare zi va fi puțin mai lungă de 24 de ore — adică dacă îți măsori „ziua” ca timpul dintre două „noons” succesive.”De-a lungul celor trei ani de călătorie, aceste mici diferențe s-au adăugat la o zi întreagă. Aceasta a fost cu aproape trei secole înainte de înființarea IDL, dar a demonstrat necesitatea ajustărilor de zi și de dată în timpul călătoriilor globale.

datorită științei, totul este dat acum. În secolul 21, oamenii iau IDL de la sine înțeles. Trans-Pacific de călătorie este de rutină, și știm cu toții ce se întâmplă atunci când trece IDL. Acum știi de ce se întâmplă.

Dan Heim a predat fizica și matematica timp de 30 de ani — mai mult dacă îi numărați clubul de științe din școala primară. Din 1999, este scriitor independent și creează grafică și animații educaționale pe computer. Dan este președintele Clubului de astronomie Desert Foothills din New River, Arizona. Blogul său săptămânal Sky Lights acoperă subiecte precum astronomie, meteorologie și știința Pământului, iar întrebările cititorilor sunt încurajate.

raportare suplimentară de Traci Pedersen, colaborator Live Science.