ЧАС РАНІШЕ ВОЗИЛИ В КАРЕТАХ, ТЕПЕР — НА СУПУТНИКАХ

1907 р. лондонський будівельник Вільям Віллетт розіслав багатьом членам парламенту, бізнесменам і різним організаціям свою брошуру про доцільність запровадження літнього часу «для поліпшення самопочуття й життєрадісності». У своїй брошурі він зазначав: «Майже протягом півроку Сонце щодня освітлює Землю в ті години, коли ми ще спимо, і швидко наближається до обрію, пройшовши свій шлях на захід, коли ми повертаємося додому після трудового дня...». Проте літній час було запроваджено (з метою економії електроенергії) у Великобританії лише 1916 року. Віллетт помер на рік раніше, так і не дочекавшись втілення своєї ідеї в життя.

Тепер більшість країн світу одночасно переходять на літній час. Україна тут не виняток. А взимку країни світу живуть за поясним часом («зимовим»), запровадженим 1884 року на Вашингтонській меридіанній конференції. За рішенням цієї конференції, всю земну кулю було поділено на 24 часових пояси, а за нульовий меридіан було взято той, що проходить через Грінвічську обсерваторію в Англії. На довготі 180 від нульового меридіана (12-й годинний пояс) проходить міжнародна лінія зміни дат, по різні боки від якої вони різні. Ця умовна межа називається лінією, бо вона, хоча й близька до 180-го меридіана, в окремих місцях має вигини, оскільки її провели по Тихому океану, огинаючи суходіл. Тільки тут, на лінії зміни дати, зробивши лише крок, можна потрапити з сьогодні у вчора.

Зазначимо також, що з 1884 року середній сонячний час грінвічського меридіана було взято за так званий усесвітній час, єдиний для країн усього світу. (Цей час використовується в астрономії, геодинаміці, телекомунікаціях, у космічній навігації, міжнародних зв’язках тощо).

Проте повернемося до поясного часу. Майже вся територія України лежить у другому часовому поясі, середній меридіан якого проходить через Київ. Тож в Україні цей час цілком справедливо називають і «київським».

Уперше велике «бродіння умів» через облік часу виникло в зв’язку з завершенням кругосвітнього плавання «Вікторії» — єдиної з п’яти каравел Фернана Магеллана, які вийшли в цю подорож. 1522 р., після трьох років поневірянь, учасники експедиції добралися до островів Зеленого Мису. І тут старанний літописець плавання Пігафетт, який вів облік днів, виявив таємничу пропажу: на «Вікторії» була середа, а на суші — четвер. У своєму щоденнику Пігафетт записав: «Ми не могли повірити, що помилилися; а я був здивований більше за інших, оскільки, перебуваючи завжди в доброму здоров’ї, фіксував кожен день без винятку, описуючи всі події дня. Потім ми зрозуміли, що помилки з нашого боку не було, але тому, що ми весь час пливли на захід, за Сонцем, і повернулися до того самого місця, то мали виграти двадцять чотири години, що стане ясно кожному, хто замислиться над цим».

Нині кожен старшокласник знає, що місцезнаходження на Землі визначається географічними координатами: широтою та довготою. Поняття географічної широти люди знали з глибокої давнини. Її вже вмів обчислювати Ератосфен (близько 276—194 рр. до н.е.). Але визначати довготу місця не вдавалося протягом багатьох століть, ні в античні, ні в середні віки. І з цим було пов’язано, зокрема, велику помилку Христофора Колумба. Коли в жовтні 1492 р. Колумб, перепливши океан, досяг Багамських островів, він був глибоко переконаний, що перебуває біля берегів Азіатського континенту. Тож і назвав відкриті землі Вест-Індією — Західною Індією. Помилка Колумба не розвіялася до кінця життя. Згодом, організувавши ще чотири експедиції до берегів Америки, він був переконаний, що плаває неподалік Азії.

Помилка Колумба цілком залежала від погрішностей середньовічних карт і невміння точно визначити географічну довготу. Астрономи почали її визначати лише у XVIII столітті — через три століття після Колумба! В основі визначення довготи було обчислення різниці місцевого часу даного пункту й місцевого часу початкового, взятого за нульовий, меридіана.

Наприклад, ви перебуваєте на нульовому меридіані. Тут в обсерваторії є можливість навести годинник точно за місцевим часом нульового меридіана. Потім ви вирушаєте в подорож, причому ваш годинник продовжує показувати місцевий час нульового меридіана. Досягнувши пункту призначення, ви виконуєте астрономічне визначення місцевого часу. Порівняння результату з показанням годинника відразу дає вам значення довготи. Зрозуміло, що для точного визначення довготи астрономи потребували надійних механічних годинників. Ні сонячні, ні піщані, ні вогняні годинники (їх застосовували в Китаї), що були у вжитку за тих часів, для цього не годилися.

Поштовх розвитку годинникової справи дав Галілео Галілей, запропонувавши використовувати регулятором механічних годинників маятник. Але принципові основи механічних годинників заклав Християн Гюйгенс — він сконструював пристрій, у якому маятник регулює обертання системи зубчастих коліс, сам одержуючи при цьому імпульс, необхідний для того, щоб розмах коливань не загасав. Подальше вдосконалення годинників привело до створення хронометрів. Вирішального успіху в цьому домігся англійський годинниковий майстер Гаррісон. Його хронометр зазнав суворого випробування 1761 р. у плаванні від Портсмута до Ямайки й назад. Ні тряска, ні шторми не вивели хронометр із ладу. Після повернення в Англію після 161 дня шляху він схибив лише на кілька секунд.

Хронометри довго широко використовувалися для визначення довготи астрономічних пунктів. З пункту в пункт везли на кораблях або в каретах комплект із кількох хронометрів — це називалося хронометричним рейсом. Використання кількох хронометрів було гарантією від грубих помилок через несправність одного з них, підвищувало точність визначення довготи.

З винаходом телеграфу значення хронометрів для визначення довготи та звіряння часу різко пішло на спад. Час нульового меридіана почали передавати в пункти спостережень телеграфом. А згодом телеграф замінило радіо. Порівнюючи передаваний спеціальним чином по радіо час нульового меридіана з місцевим часом у пункті спостереження, астрономи визначають географічну довготу з точністю до тисячної частки секунди. Але наука досягла особливо великих успіхів у визначенні точного часу й місця розташування (координат) на Землі в другій половині ХХ століття, коли було винайдено високочастотні та стабільні атомні годинники, а запуск спеціальних навігаційних супутників дозволив визначати з великою точністю (до міліметрів) і синхронізувати годинники в різних пунктах із точністю до наносекунд (10-9 с). У наш час у світі є дві незалежні навігаційні супутникові системи: одну створено у США — Global Position System-GPS (Глобальна позиційна система), другу — в колишньому СРСР (тепер належить Росії) під назвою ГЛОНАСС (Глобальна навігаційна супутникова система). Кожна з них складається з 24 навігаційних супутників, оснащених цезієвими стандартами частоти (атомними годинниками), комп’ютером, трансиверами (приладами, налаштованими на прийом і передачу сигналів). Цілі цих двох систем аналогічні: точне визначення координат (широти, довготи й висоти) точок на суші, морі, неподалік поверхні Землі й у найближчому космосі, а також синхронізація годинників у різних пунктах на Землі.

Випустимо опис сучасної технології синхронізації годинників, зазначимо лише, що в ній збережено старий принцип порівняння. Час на супутниках, що зберігається атомними годинниками, налаштовано на час нульового меридіана (він тепер називається всесвітнім координованим часом). З допомогою прийому-передачі сигналів із супутника цей час порівнюється з часом на годинниках земного пункту. Точність такого порівняння, як уже зазначалося, дуже висока.

Можливо, у повсякденному житті людей така велика точність вимірів і не потрібна, але в навігації, у космонавтиці, у багатьох наукових дослідженнях вона необхідна — без цього неможливий подальший прогрес.

Шлях до високої точності вимірювання часу й координат пунктів на Землі тривав століттями!