تلك الخطوط الوهمية النافعة

بواسطة مراسل استيقظ!‏ في بريطانيا

أَلقوا نظرة على خريطة للعالم او على كرة ارضية.‏ هل تلاحظون شبكة الخطوط العمودية والافقية المرسومة عليها؟‏ لا شك انكم تعرفون بسرعة ان الخط الممتد افقيا عبر وسط الخريطة هو خط الاستواء.‏ ولكن ماذا عن الخطوط الاخرى؟‏ ما هي هذه؟‏

هذه الخطوط هي ما يُسمى بخطوط الطول والعرض.‏ ان خطوط العرض،‏ او المتوازيات،‏ التي تمتد بشكل افقي على خريطتكم تربط نقاطا على سطح الارض تبعد المسافة عينها عن خط الاستواء.‏ أما خطوط الطول،‏ او خطوط الزَّوال،‏ فهي تُرسم من الشمال الى الجنوب وتمتد من احد القطبين الى الآخر.‏ ربما كنتم تذكرون ذلك من دروس الجغرافيا التي تعلمتموها في المدرسة.‏ ولكن ما هو القصد من شبكة الخطوط هذه؟‏ كيف يمكن استخدامها؟‏ وكيف ابتدأت؟‏

تحديد موقعكم

بواسطة خطوط الطول والعرض المتشابكة هذه،‏ يمكن بدقة تحديد موقع كل نقطة على سطح الارض بواسطة قياسين يدعيان الإحداثيات coordinates.‏ مثلا،‏ بإمكانكم ايجاد مدينة نيويورك على خريطة من خلال المرجع خط العرض ٤٠°٤٢‘ الشمالي وخط الطول ٧٤°٠‘ الغربي الذي يعني ان المدينة تقع عند الدرجة ٤٠ والدقيقة ٤٢ شمال خط الاستواء وعند الدرجة ٧٤ غرب خط الزَّوال الرئيسي المتعارف عليه عالميا،‏ خط الطول الذي يمرّ بڠرينتش،‏ وهي ضاحية لندنية في انكلترا.‏a وإذا اضيفت الثواني الى هذه الإحداثيات،‏ يصير ممكنا تحديد حتى موقع الابنية ضمن مدينة ما.‏ على سبيل المثال،‏ تقع دار البلدية في مدينة نيويورك عند خط العرض ٤٠°٤٢‘٤٥“‏ الشمالي وخط الطول ٧٤°٠‘٢٣“‏ الغربي.‏

وتُحسب المسافات ايضا استنادا الى هذه الخطوط.‏ مثلا،‏ يبلغ الميل البحري طول جزء من خط زَوال يقع بين خطَّي عرض تفصل بينهما دقيقة واحدة.‏ وبما ان القطب يقع عند خط العرض ٩٠ درجة،‏ او ٥ ٤٠٠ دقيقة (‏٩٠×٦٠=٥ ٤٠٠)‏،‏ من خط الاستواء،‏ يبلغ الميل البحري الواحد ٥ ٤٠٠⁄‏١ المسافة بين القطب وخط الاستواء.‏ وهكذا يبلغ معدل الميل البحري ٦ ٠٨٠ قدما (‏٨٥٣٢‏,١ كلم)‏.‏

ان القدرة على تحديد موقع ايّ شيء بدقة هو فعلا نعمة كبيرة،‏ وخصوصا للملاحين.‏ ولكن،‏ لكي ينجح هذا النظام،‏ يجب ان توجد بعض النقاط المرجعية reference points.‏ وخط الاستواء هو الاختيار المنطقي لأنه الخط القاعدي الذي تُحسب منه قياسات خطوط العرض.‏ ولكن لماذا اختيرت ڠرينتش لتكون موقع خط الزَّوال الرئيسي،‏ النقطة المرجعية لقياسات خطوط الطول شرقا وغربا؟‏ وفي الواقع،‏ كيف تطورت فكرة الخطوط الوهمية هذه التي وضعها الانسان على خرائطه؟‏

خطوط لها تاريخ

في القرن الثاني ق‌م،‏ استخدم الفلكي اليوناني هيپارخوس مفهوم الخطوط الوهمية لتحديد مواقع على سطح الارض.‏ واختار خطًّا يمرّ بجزيرة رودس اليونانية ليكون مرجعا تُحسَب منه المواقع الى الشرق وإلى الغرب.‏ ويُعتبر عموما الفلكي اليوناني كلوديوس بطليموس الذي عاش في القرن الثاني ب‌م اول من ابتكر شبكة مشابهة للشبكة التي تُستخدم اليوم.‏ فقد رسم خطوط العرض موازية لخط الاستواء.‏ أما بالنسبة الى خطوط الطول فنقطةُ البداية التي اختارها كانت خطًّا يمرّ بالطرف الغربي للعالم المعروف في ايامه،‏ عبر الجزر الخالدات،‏ كما كانت تُعرف جزر كاناري آنذاك.‏

ولم يجرِ التوصل الى اتفاق عالمي حول اختيار خط طول رئيسي تُقاس منه المواقع الى الشرق وإلى الغرب حتى سنة ١٨٨٤.‏ ففي تلك السنة حضر ٤١ مندوبا من ٢٥ بلدا مؤتمر خط الزَّوال الدولي في واشنطن،‏ دي.‏ سي.‏ ولأجل الارصاد الفلكية الضرورية التي يجب اجراؤها عند خط الزَّوال الرئيسي،‏ فضَّل المندوبون خطًّا يمرّ بمرصد حسن التجهيز.‏ فاختارت الاغلبية الساحقة الخط الذي يمرّ بڠرينتش،‏ انكلترا.‏

السفر ومناطق التوقيت

ان اختيار ڠرينتش لتكون موقع خط الزَّوال الرئيسي لم يكن مصادفة.‏ فمنذ القرن الـ‍ ١٨،‏ كان قباطنة السفن المنطلقون من مرفإ لندن الناشط قد لاحظوا انه فيما يبحرون غربا عبر المحيط الاطلسي،‏ كانت الشمس تبلغ اعلى نقطة لها في وقت متأخر اكثر كل يوم.‏ وكانوا يعلمون انه ما دامت الارض تدور حول نفسها ٣٦٠ درجة كل ٢٤ ساعة،‏ فإن الفرق الزمني الذي يبلغ ساعة واحدة يمثِّل ١٥ درجة طول من ڠرينتش.‏ وهكذا،‏ باستعمال مواقت (‏كرونومترات)‏ مضبوطة بالميقت الرئيسي master clock في مرصد ڠرينتش،‏ صار بإمكانهم تحديد موقعهم في عرض البحر بمجرد ملاحظة الفرق بين توقيت ڠرينتش وتوقيتهم المحلي.‏ مثلا،‏ اذا كانوا في موضع تبلغ فيه الشمس اعلى نقطة لها (‏٠٠:‏١٢ ظهرا بحسب التوقيت المحلي)‏ في الساعة ٣٠:‏٣ ب.‏ظ.‏ حسب توقيت ڠرينتش،‏ فمن خلال حساب بسيط يحدِّدون موقعهم على انه ٥‏,٥٢ درجة (‏١٥×٥‏,٣)‏ غربي ڠرينتش،‏ اي قبالة الساحل الشرقي لنيوفاوندلند،‏ شرط ان يبقوا على خط العرض نفسه.‏

والبقاء على خط العرض نفسه،‏ او الإبحار الموازي،‏ كان مهمة سهلة.‏ فلقرون لاحظ البحارة في نصف الكرة الشمالي ان النجم القطبي يظهر ثابتا تقريبا بالمقارنة مع الحركة الليلية لمعظم النجوم الاخرى.‏ فابتدأوا يقدِّرون كم يبعد الشمال والجنوب بقياس ارتفاع ذلك النجم فوق الافق.‏ وفي عرض البحر،‏ كانوا يعرفون انهم يبحرون،‏ شرقا او غربا،‏ على خط مستقيم ما دام هذا النجم على الارتفاع نفسه.‏

وكانت لاختيار ڠرينتش كنقطة مرجعية فوائد اخرى لانكلترا.‏ فمع ابتداء السفر بواسطة السكك الحديدية هناك،‏ لزم نظام لتوحيد التوقيت داخل البلد.‏ فكم كان مؤسفا ان يصل مسافر الى محطة أكسيتر للسكك الحديدية ليركب قطار الساعة ٣٣:‏١١ ويجد ان القطار انطلق قبل ١٤ دقيقة تقريبا!‏ فماذا كانت المشكلة؟‏ كان المسافر يستخدم توقيت أكسيتر،‏ أما شبكة السكك الحديدية فكانت تستخدم توقيت لندن.‏ وقبول توقيت ڠرينتش المتوسط في انحاء البلد وضع حدًّا لهذه الصعوبات.‏

إلَّا ان مشاكل اكبر وُجدت في الولايات المتحدة.‏ فقد كانت شركات مختلفة للسكك الحديدية تستخدم توقيتا مختلفا.‏ وقادت هذه الحالة الى عقد مؤتمر توقيت عام للسكك الحديدية في السنة ١٨٨٣.‏ وجرى تبنِّي اربع مناطق توقيت تمتد كل واحدة منها نحو ١٥ درجة طول،‏ او ساعة واحدة من الوقت،‏ وتغطي هذه المناطقُ الجزءَ من الولايات المتحدة الواقع في اميركا الشمالية.‏ ووجب على كل البلدات الواقعة ضمن منطقة واحدة ان تلتزم بالتوقيت نفسه.‏

وفي النهاية لاقى هذا الترتيب المناطقي استحسانا عالميا.‏ فقُسِّم العالم الى ٢٤ منطقة توقيت.‏ ومركز هذا النظام هو المنطقة صفر التي تمتد ٧ درجات ونصفا في كل جانب من هاجرة ڠرينتش (‏خط الزَّوال المارّ بڠرينتش)‏.‏ فعندما يسافر المرء شرقا،‏ عليه ان يقدِّم ساعته ساعة واحدة كلما اجتاز منطقة.‏ وإذا كان يسافر غربا،‏ فعليه ان يؤخر ساعته ساعة.‏

في منتصف المسافة حول العالم من ڠرينتش،‏ ينشأ وضع مثير للاهتمام.‏ فهنا،‏ عند خط الزَّوال ١٨٠ درجة،‏ هنالك فرق زمني يبلغ ٢٤ ساعة من احد جانبي الخط الى الجانب الآخر.‏ وهكذا فإن خط الزَّوال ١٨٠ درجة،‏ مع تغييرات بسيطة ليتلاءم مع الحدود القومية،‏ صار خط التوقيت الدولي.‏ فباجتياز هذا الخط غربا،‏ يخسر المسافر يوما واحدا.‏ وبالعكس،‏ يربح المسافر يوما واحدا عند اجتياز الخط شرقا.‏

لا تزال ضرورية

ولَّت ايام المواقت التي تُضبط في ڠرينتش وتؤخذ الى البحر لحساب خط الطول.‏ لقد حلت التكنولوجيا العصرية محل كل ذلك.‏ فالمرشدات الراديوية radio beacons،‏ الرادار،‏ والاتصالات الدولية تزوِّد معلومات ادق.‏ ومع ذلك،‏ لا يزال تحديد موقعكم على خريطة يعتمد على خطوط الطول والعرض الوهمية هذه.‏ ونحن شاكرون على تلك الخطوط الوهمية النافعة جدا.‏

‏[الحاشية]‏

‏[الاطار/‏الصورتان في الصفحة ٢٠]‏

توقيت ڠرينتش المتوسط

في سنة ١٦٧٥ امر تشارلز الثاني ملك انكلترا ببناء «مرصد صغير» في ما هو الآن ڠرينتش،‏ احدى الضواحي اللندنية،‏ «بهدف حساب خط طول الاماكن لتحسين الملاحة وعلم الفلك.‏» ورُكِّبت ساعتان حديثتا الاختراع برقّاصَين (‏بندولَين)‏ يبلغ طولهما ١٣ قدما (‏٤ م)‏ للقيام بحسابات دقيقة لدوران الارض.‏

وسرعان ما اكتشف العلماء في المرصد الملكي ان الارض لا تدور بسرعة ثابتة.‏ ومَرَدُّ ذلك الى ان مدار الارض حول الشمس ليس دائرة تامة وإلى ان محور الارض مائل.‏ وهكذا يختلف طول اليوم الشمسي —‏ الفترة من الظهر الى الظهر —‏ على مدار السنة.‏ ومن خلال عمل ساعتَي ڠرينتش،‏ صار ممكنا انجاز حسابات لإيجاد طول متوسط،‏ او معدَّل،‏ لليوم.‏

والظهر في توقيت ڠرينتش المتوسط هو اللحظة التي تبلغ فيها الشمس اعلى نقطة لها فوق اية نقطة على خط طول ڠرينتش،‏ او هاجرة ڠرينتش التي هي خط الزَّوال المارّ بڠرينتش (‏الزَّوال هو الوقت الذي تكون فيه الشمس في كبد السماء)‏.‏ وهكذا فإن الوقت الذي يسبق الزَّوال صار يُسمى قبل الظهر (‏ق‌ظ)‏؛‏ والوقت الذي يلي الزَّوال صار بعد الظهر (‏ب‌ظ)‏.‏

‏[الصورتان]‏

الى الاعلى:‏ مرصد ڠرينتش الملكي.‏ الى اليمين:‏ خط الزَّوال الرئيسي على فناء مرصوف بالحجارة

‏[الخريطة في الصفحة ١٨]‏

‏(‏اطلب النص في شكله المنسَّق في المطبوعة)‏

مناطق التوقيت العالمي

4:00 11-‏

5:00 10-‏

6:00 9-‏

7:00 8-‏

8:00 7-‏

9:00 6-‏

10:00 5-‏

11:00 4-‏

12:00 3-‏

1:00 2-‏

2:00 1-‏

3:00 0

4:00 1+

5:00 2+

6:00 3+

7:00 4+

8:00 5+

9:00 6+

10:00 7+

11:00 8+

12:00 9+

1:00 10+

2:00 11+

3:00 12+