ВРЕМЯ РАНЬШЕ ВОЗИЛИ В КАРЕТАХ, ТЕПЕРЬ — НА СПУТНИКАХ

В 1907 г. лондонский строитель Уильям Уиллетт разослал многим членам парламента, бизнесменам и разным организациям свою брошюру о целесообразности введения летнего времени «для улучшения самочувствия и жизнерадостности». В своей брошюре он отмечал: «Почти на протяжении полгода Солнце каждый день освещает Землю в те часы, когда мы еще спим, и быстро приближается к горизонту, пройдя свой путь на запад, когда мы возвращаемся домой после трудового дня…». Однако летнее время было введено (в целях экономии электроэнергии) в Великобритании лишь в 1916 году. Уиллетт умер годом раньше, так и не дождавшись претворения своей идеи в жизнь.

В современную эпоху большинство стран мира одновременно переходят на летнее время. Украина в этом отношении не исключение. А в зимнюю пору страны мира живут по поясному времени («зимнему»), которое было введено в 1884 году на Вашингтонской меридианной конференции. Согласно решению этой конференции, весь земной шар был разделен на 24 часовых пояса, а нулевым (меридианом) был избран меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию в Англии. На долготе 180° от нулевого меридиана (12-й часовой пояс) проходит международная линия смены дат, по разные стороны от которой они различны. Эта условная граница называется линией, так как она, хотя и близка к 180-му меридиану, в некоторых местах имеет изгибы, поскольку ее провели по Тихому океану, огибая сушу. Только здесь, на линии смены даты, сделав всего один шаг, можно попасть из сегодня во вчера.

Отметим также, что с 1884 года среднее солнечное время гринвичского меридиана было принято в качестве так называемого всемирного времени, единого для стран всего мира. (Это время используется в астрономии, геодинамике, телекоммуникациях, в космической навигации, международных связях и т.д.).

Однако вернемся к поясному времени. Почти вся территория Украины лежит во втором часовом поясе, средний меридиан которого проходит через Киев. Поэтому справедливо, что это время в Украине называют еще «киевским».

Впервые великое «брожение умов» из-за счета времени возникло в связи с завершением кругосветного плавания «Виктории» — единственной из пяти отправившихся в путь каравелл Фернана Магеллана. В 1522 г. после трех лет скитаний участники экспедиции добрались до островов Зеленого Мыса. И здесь прилежный летописец плавания Пигафетт, который вел счет дням, обнаружил таинственную пропажу: на «Виктории» была среда, а на суше наступил четверг. В своем дневнике Пигафетт записал: «Мы не могли поверить, что ошиблись; я же был удивлен более других, поскольку, пребывая всегда в добром здравии, отмечал каждый день без исключения, описывая все события дня. Потом мы сообразили, что ошибки с нашей стороны не было, но так как мы все время плыли на запад, следуя за Солнцем, и вернулись к тому же месту, то должны были выиграть двадцать четыре часа, что станет ясно всякому, кто задумается над этим».

Ныне каждый старшеклассник знает, что местонахождение на Земле определяется географическими координатами: широтой и долготой. Понятие о географической широте люди знали с глубокой древности. Ее уже умел вычислять Эратосфен (около 276—194 гг. до н.э.). А вот определять долготу места не удавалось в течение многих столетий, ни в античные, ни в средние века. И с этим было связано, в частности, большое заблуждение Христофора Колумба. Когда в октябре 1492 г. Колумб, переплыв океан, достиг Багамских островов, он был глубоко убежден, что находится возле берегов Азиатского континента. Поэтому и назвал он открытые земли Вест Индией — Западной Индией. Заблуждение Колумба не рассеялось до конца жизни. Впоследствии, организовав еще четыре экспедиции к берегам Америки, он был убежден, что плавает вблизи Азии.

Заблуждение Колумба всецело зависело от погрешностей средневековых карт и неумения точно определить географическую долготу. Астрономы стали ее определять лишь в XVIII веке — три века спустя после Колумба! В основе определения долгот было нахождение разности местного времени данного пункта и местного времени исходного, принятого за нулевой, меридиана.

Предположим, что вы находитесь на нулевом меридиане. Здесь в обсерватории имеется возможность поставить часы точно по местному времени нулевого меридиана. Затем вы отправляетесь в путешествие, причем ваши часы продолжают показывать местное время нулевого меридиана. Достигнув пункта назначения, вы выполняете астрономическое определение местного времени. Сравнение результата с показанием часов сразу же дает вам значение долготы. Понятно, что для точного определения долгот астрономы нуждались в надежных механических часах. Ни солнечные, ни песочные, ни огненные часы (их применяли в Китае), которые использовались в те времена, для этих целей не подходили.

Толчок к развитию часового дела дал Галилео Галилей, предложивший использовать в качестве регулятора механических часов маятник. Но принципиальные основы механических часов были заложены Христианом Гюйгенсом — он сконструировал устройство, в котором маятник регулирует вращение системы зубчатых колес, сам получая при этом импульс, необходимый для того, чтобы размах колебаний не затухал. Дальнейшее усовершенствование часов привело к созданию хронометров. Решающего успеха в этом добился английский часовой мастер Гаррисон. Его хронометр подвергся суровому испытанию в 1761 г. в плавании от Портсмута до Ямайки и обратно. Ни тряска, ни штормы не вывели хронометр из строя. По возвращении в Англию после 161 дня пути он ошибся всего на несколько секунд.

Хронометры долгое время широко использовались для определения долгот астрономических пунктов. Из пункта в пункт везли на кораблях или в каретах комплект из нескольких хронометров — это называлось хронометрическим рейсом. Использование нескольких хронометров служило гарантией от грубых ошибок из-за неисправности одного из них, повышало точность определения долгот.

С изобретением телеграфа значение хронометров при определении долгот и сличении времени резко пошло на спад. Время нулевого меридиана стало передаваться в пункты наблюдений по телеграфу. А впоследствии телеграф заменило радио. Сравнивая передаваемое специальным образом по радио время нулевого меридиана с местным временем в пункте наблюдений, астрономы определяют географические долготы с точностью до тысячных долей секунды. Но особенно большого успеха достигла наука в определении точного времени и местоположения (координат) на Земле во второй половине ХХ века, когда были изобретены высокочастотные и стабильные атомные часы, а запуск специальных навигационных спутников позволил определять с большой точностью (до миллиметров) и синхронизировать часы в разных пунктах с точностью до наносекунд (10-9 с). В современную эпоху в мире существуют две независимые навигационные спутниковые системы: одна создана в США — «Global Position System»—GPS (Глобальная позиционная система) и вторая — в бывшем СССР (а теперь относящаяся к России) под названием ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система). Каждая из них состоит из 24 навигационных спутников, снабженных цезиевыми стандартами частоты (атомными часами), компьютером, трансиверами (приборами, настроенными на прием и передачу сигналов). Цели этих двух систем аналогичны: точное определение координат (широты, долготы и высоты) точек на суше, море, вблизи поверхности Земли и в ближайшем космосе, а также синхронизация часов в разных пунктах на Земле.

Опустим описание современной технологии синхронизации часов, отметим лишь то, что в ней сохранен прежний принцип сравнения. Время на спутниках, хранимое атомными часами, настроено на время нулевого меридиана (оно сейчас называется всемирным координированным временем). С помощью приема-передачи сигналов со спутника это время сравнивается с временем на часах земного пункта. Точность такого сравнения, как уже отмечалось, очень высокая.

Возможно, в повседневной жизни людей достигнутая большая точность измерений и не нужна, но в навигации, в космонавтике, во многих научных исследованиях она необходима — без этого невозможен дальнейший прогресс.

Дорога к высокой точности измерений времени и координат пунктов на Земле заняла столетия!