Ці потрібні уявні лінії

ВІД НАШОГО КОРЕСПОНДЕНТА У ВЕЛИКОБРИТАНІЇ

ГЛЯНЬТЕ на карту світу або глобус. Чи ви бачите там цілу мережу перпендикулярних і горизонтальних ліній? Поза всяким сумнівом, посередині карти ви одразу розпізнаєте горизонтальну лінію екватора. Але що сказати про інші лінії? Що вони означають?

Ці лінії — це так звані лінії широти і довготи. Лінії широти, або паралелі, лежать на вашій карті горизонтально і проходять по поверхні землі паралельно до екватора. З другого боку, лінії довготи, або меридіани, проходять від півночі на південь, з’єднуючи один полюс з іншим. Ви, либонь, пам’ятаєте це зі шкільних уроків географії. Але яка мета цієї системи ліній? Як нею користуватись? Хто її придумав?

Визначаючи місце свого перебування

З такою сіткою ліній широти та довготи можна точно визначити місцеположення кожного пункту земної поверхні за допомогою двох вимірів, що називаються координатами. Наприклад, на карті ви знайдете Нью-Йорк на 40°42’ пн. ш. і 74°0’ зх. д., тобто це місто лежить на 40 градусів 42 мінути на північ від екватора і 74 градуси на захід від міжнародно визнаного початкового меридіана — лінії довготи, що проходить через Гринвіч, міський район Лондона (Англія)a. Якщо координати вимірювати також у секундах, то можна визначити місцерозташування навіть будинків у місті. Наприклад, будинок магістрату Нью-Йорка займає місце на 40°42’45” пн. ш. і 74°0’23” зх. д.

Цими лініями також можна вимірювати відстань. Приміром, довжина морської милі дорівнює довжині однієї мінути дуги меридіана. Оскільки полюс розташований на 90 градусів, або 5400 мінут (90 × 60 = 5400), довготи від екватора, то одна морська миля є 1/5400 відстані від полюса до екватора. Отже, середня довжина морської милі дорівнює 1,852 кілометра.

Можливість точно визначити місце будь-якого пункту на поверхні землі — це величезна зручність, особливо для штурманів. Але щоб користуватися цією системою, слід мати певні точки відліку. У цьому випадку логічно вибрати екватор як головну лінію відрахунку широти. Але чому було вибрано Гринвіч для початкового меридіана — лінії відліку східної і західної довготи? Окрім того, як виникла у людини вся ця ідея розграфити карту уявними лініями?

Лінії з історією

Ще в другому сторіччі до н. е. грецький астроном Гіппарх увів концепцію уявних ліній, щоб визначати місцеположення територій на поверхні землі. Він вибрав лінію, що проходить через грецький острів Родос, лінією відліку на схід і захід. Грецький астроном Клавдій Птолемей, що жив у другому сторіччі н. е., загалом вважається першим, хто придумав систему, подібну до нинішньої. Його лінії широти проходили паралельно екваторові. Його відлік довготи починався з крайнього пункту, що був відомий на той час людям,— від Щасливих островів (колишня назва Канарських островів).

Лише в 1884 році було досягнено всесвітньої згоди щодо лінії початкової довготи, від котрої можна було б визначити місцеположення на схід і на захід. У тому році на Міжнародну меридіанну конференцію у Вашингтоні (федеральний округ Колумбія) прибув 41 делегат із 25 країн. Для необхідних астрономічних спостережень на початковому меридіані делегати облюбували лінію, що проходить через добре споряджену обсерваторію. Переважна більшість вибрала лінію, що проходить через Гринвіч (Англія).

Подорож і годинні пояси

Початковий меридіан, що приходить через Гринвіч, не було вибрано довільно. Ще у XVIII сторіччі капітанами, які відправлялися у мандри з метушливого лондонського порту, було помічено, що, коли вони пливли на захід через Атлантичний океан, сонце з кожним днем досягало зеніту пізніше. Вони знали, що оскільки Земля обертається довкола своєї осі на 360 градусів за 24 години, то різниця в часі на одну годину становить 15 градусів довготи від Гринвіча. Отже, користуючись хронометрами, налагодженими за еталонним годинником у Гринвіцькій астрономічній обсерваторії, вони могли визначити своє розташування у відкритому морі лише просто підрахувавши різницю між гринвіцьким і місцевим часом. Приміром, якщо вони перебували в певній точці, коли сонце було в зеніті (12⁰⁰ за місцевим часом) о 15³⁰ за гринвіцьким часом, то простими обчисленнями вони могли визначити своє місцерозташування у відкритому морі — 52,5 градуса (15 x 3,5) на захід від Гринвіча, тобто вони були на східному узбережжі Ньюфаундленду, за умови, що лишалися на тій самій широті.

Було легко плисти однією і тою самою широтою, чи паралеллю. Сторіччями моряки Північної півкулі помічали, що Полярна зоря фактично стоїть майже нерухомо у порівнянні до руху більшості інших небесних тіл зоряного неба. Вони почали визначати, наскільки просунулися на північ — південь, вираховуючи висоту цієї зорі над обрієм. У відкритому морі вони знали: якщо ця зоря була на однаковій висоті від небосхилу, то вони пливли або на схід, або на захід.

Вибір Гринвіча для початкового меридіана мав ще одну зручність для Англії. Із запровадженням залізниці в країні потрібно було єдиної системи відліку часу. Наскільки було прикро пасажирові, що прибув до Ексетера поїздом, аби пересісти на інший, який мав відправлятися об 11³³, виявити, що той вже відправився 14 хвилин тому! У чому проблема? Він користувався ексетерським часом, а залізнична мережа — лондонським. Уведення гринвіцького часу по цілій країні поклало край усім цим незручностям.

У Сполучених Штатах Америки існували навіть ще більші проблеми. Різні залізниці дотримувалися різного часу. У зв’язку з цією ситуацією було скликано 1883 року Генеральний конгрес з питань часу на залізницях. Там було прийнято поділ Сполучених Штатів Америки на чотири годинних пояси по 15 градусів довготи, або по годині кожний. Усі адміністративні центри у межах певної зони повинні були дотримуватись однакового часу.

Зрештою такий поділ на годинні пояси здобув усесвітнє визнання. Світ було поділено на 24 годинних пояси. Початком відліку став нульовий пояс, що охоплює територію по 7,5 градуса з обидвох боків Гринвіцького меридіана. Якщо хтось вирушав у дорогу на схід, то, перетинаючи годинний пояс, переводив свій годинник на одну годину вперед, а коли вирушав на захід — на годину назад.

На півдорозі довкола світу від Гринвіча виникає цікава ситуація. Тут на 180-му меридіані є 24-годинна різниця в часі від одного кінця лінії до другого. Отже, 180-й меридіан з незначними відхиленнями, щоб пристосувати до національних кордонів, став лінією зміни дат. Коли мандрівник перетинає цю лінію у західному керунку, він втрачає один день. У зворотньому — виграє його.

Все ще конче потрібен

Минули часи, коли хронометри перевірялися в Гринвічі, а потім з ними вирушали у відкрите море, аби визначати довготу. Сучасна технологія замінила усе це. Радіомаяки, радари та міжнародна телекомунікація забезпечує штурманів точнішою інформацією. Проте визначення вашого розташування на карті все ще залежить від цих уявних ліній широти й довготи. Ми завдячуємо за все це тим дуже потрібним уявним лініям.

[Примітка]

[Рамка/Ілюстрації на сторінці 28]

Всесвітній, або гринвіцький, час

Англійський король Карл II 1675 року наказав збудувати «невелику обсерваторію» в Гринвічі, що нині є міським районом Лондона, «аби визначати довготу для ліпшого мореплавства та ліпших астрономічних досліджень». Щоб точно визначити швидкість обертання Землі, там було встановлено два нововинайдені хронометри із 4-метровими маятниками.

Згодом вчені Королівської обсерваторії виявили, що швидкість обертання Землі не є ізохронною, або незмінною у часі. А все тому, що орбіта Землі довкола Сонця не є ідеальним колом і вісь Землі нахилена. Отже сонячна доба — інтервал від полудня до полудня — в різні пори року відрізняється тривалістю. За гринвіцькими годинниками можна було встановити середню тривалість дня.

Полудень за всесвітнім, або гринвіцьким, часом— це момент, коли Сонце досягає свого зеніту будь-де на лінії, або меридіані (від латинського meridianus — полудень), гринвіцької довготи.

[Ілюстрації]

Вгорі: Гринвіцька королівська обсерваторія. Праворуч: Лінія початкового меридіана на брукованому подвір’ї.

[Карта на сторінці 18]

(Повністю форматований текст дивіться в публікації)

СВІТОВІ ГОДИННІ ПОЯСИ

-11 4:00

-10 5:00

-9 6:00

-8 7:00

-7 8:00

-6 9:00

-5 10:00

-4 11:00

-3 12:00

-2 1:00

-1 2:00

0 3:00

+1 4:00

+2 5:00

+3 6:00

+4 7:00

+5 8:00

+6 9:00

+7 10:00

+8 11:00

+9 12:00

+10 1:00

+11 2:00

+12 3:00