Talian Tarikh Antarabangsa (IDL) adalah garis khayalan - dan sewenang-wenang di permukaan Bumi yang bergerak dari Kutub Utara ke Kutub Selatan. Apabila anda menyeberang IDL, perubahan hari dan tarikh. Sekiranya anda menyeberang ia bergerak ke arah barat, hari berlanjutan ke depan, dan tarikhnya meningkat satu. Jika anda menyeberangnya bergerak ke arah timur, sebaliknya berlaku.
IDL bukanlah perkara undang-undang antarabangsa, tetapi ia adalah satu daripada beberapa piawaian yang memeluk dunia. IDL adalah penting untuk kesalinghubungan global, komunikasi segera, pengukuran masa dan pangkalan data antarabangsa yang konsisten. Ini kebanyakannya mengenai kemudahan, perdagangan, dan politik. IDL berlaku kerana banyak sebab yang sama seperti kemunculan Internet - ia berfungsi, dan ia menjadikan hidup lebih mudah. Sebelum membincangkan bagaimana dan mengapa Talian Tarikh Antarabangsa, kita harus terlebih dahulu mengkaji perkara menjaga masa.
'Adakah sesiapa yang tahu masa itu?'
Kembali pada hari sebelum jam mekanikal, masa diukur kebanyakannya menggunakan sundials. Orang-orang bergantung pada definisi bahawa "tengah hari" adalah ketika matahari adalah tertinggi di langit, dan disebabkan selatan. Satu "hari" hanyalah jumlah masa antara dua "sabit" berturut-turut. Kebanyakan bandar di planet ini menetapkan jam mereka pada kitaran itu, dan semuanya baik - sekurang-kurangnya di dalam mana-mana bandar tertentu.
Masalahnya ialah, setiap bandar mengalami tengah hari dengan sendiri (jelas) 12:00 p.m. Bergantung pada bujur, bandar bersebelahan boleh mempunyai masa, katakan, jam 11:45 pagi atau 12:15 pagi. dipaparkan pada jam tangan mereka. Berhampiran khatulistiwa, perjalanan ke barat dengan jarak kira-kira 1,000 batu (1,600 kilometer) menangguhkan ketibaan tengah hari dengan satu jam.
Pada abad ke-19, kemunculan keretapi transcontinental semakin rumit. Abad yang juga melihat jam tangan mekanikal yang tepat menjadi lebih luas. Pengembara mendapati mereka menetapkan semula jam tangan mereka dengan beberapa minit di setiap stesen ke timur atau barat. Ini sangat menyusahkan.
Juga pada abad itu, kemunculan telegrafi mencipta isu-isu pemeliharaan masa untuk entiti komersial dan ketenteraan - penerima awal. Telegraf, yang dicipta pada tahun 1832 oleh Pavel Schilling, adalah sistem mesej "instant messaging" (IM) yang pertama. Ia membolehkan komunikasi melalui jarak jauh menggunakan elektrik, yang bergerak (hampir) pada kelajuan cahaya.
Telefon yang dipatenkan pada tahun 1876 oleh Alexander Graham Bell, merupakan sistem IM yang kedua. Dan tentunya, untuk menggunakan sama ada sistem dengan berkesan, sangat berguna untuk mengetahui waktu jam di lokasi penghantar dan penerima.
Latitud dan longitud
Sebelum kita menjelaskan bagaimana zon waktu diselesaikan masalah jam ini, mari kita lakukan kajian cepat latitud dan longitud. Sekitar 150 B.C., Hipparchus of Nicea, seorang ahli matematik dan ahli astronomi Yunani, mencadangkan grid garis panjang dan latitud global untuk mengukur kedudukan. Ia adalah sistem koordinat untuk mencari titik pada permukaan sfera. Paksi menegak mengukur "latitud," dan paksi mendatar "longitud". Walaupun prasangka, ideanya semakin merosot selama lebih dari satu milenium.
Semasa Zaman Penemuan, bermula pada abad ke-15, para kartografer melihat keperluan untuk pengukuran latitud dan pengukuran bujur. Jika niat anda adalah untuk memetakan atau menuntut lokasi geografi, anda perlu menerangkan kedudukannya dengan jelas. Britain "memerintah gelombang" pada masa itu, dan mengambil pendahuluan awal dalam usaha ini.
Portugal dan Sepanyol, negara pelayar utama lain, menggunakan sistem mereka sendiri, tetapi akhirnya ditangguhkan ke England. Lintang adalah kurang daripada bujur, kerana tidak ada pertikaian di mana di mana tiang (lintang 90 darjah utara dan 90 darjah selatan) dan khatulistiwa (latitud 0 darjah) berada. Walau bagaimanapun, pemilihan titik permulaan untuk pengukuran bujur (meridian 0 darjah) adalah sewenang-wenangnya. Ia berdasarkan lebih banyak kebanggaan dan kemudahan kebangsaan.
Pada tahun 1851, England menunjuk Perdana Meridian (0 darjah longitud) sebagai meridian yang berjalan melalui Balai Cerap Greenwich. Mereka adalah negara pelaut yang dominan di era itu, mempunyai tanah jajahan di seluruh dunia, menggunakan jam mekanik yang canggih dan saintifiknya memenuhi standard. Anda telah mendengar perkataan "Matahari tidak pernah menetapkan Empayar British." Itu benar sekali. England mempunyai koloni di seluruh dunia, jadi ia sentiasa "siang hari" suatu tempat dalam Kerajaan British. Britain mempunyai pengaruh.
Zon masa
Menjelang akhir abad ke-19, saintis, keretapi dan industri baru muncul merasakan keperluan untuk standard masa global. Sistem pertama yang menggunakan 24 zon masa standard, dicadangkan oleh Sir Sandford Fleming pada tahun 1876. Sandford adalah jurutera Scotland, yang membantu merancang rangkaian kereta api Kanada. Sistemnya tidak secara rasmi disetujui oleh mana-mana entiti global, tetapi pada tahun 1900 ia menghasilkan penggunaan sistem zon masa yang digunakan hari ini. Bangsa demi bangsa, dunia dibeli menjadi idea Fleming.
Dalam setiap zon masa, semua jam akan ditetapkan pada masa purata yang paling terwakili di mana matahari berada di langit. Masa itu dipanggil bermakna waktu matahari. Sundial, dengan perbandingan, mengukur masa solar yang jelas, kadangkala dipanggil masa suria sejati.
Proses zon waktu bermula pada tahun 1883 untuk Amerika Syarikat, apabila negara itu dibahagikan kepada empat zon masa standard. Setiap zon berpusat pada meridian bujur:
- Waktu Standard Timur (EST) pada 75 darjah W (barat Meridian Utama)
- Waktu Standard Tengah (CST) pada 90 darjah W
- Waktu Standard Gunung (MST) pada 105 darjah W
- Masa Standard Pasifik (PST) pada 120 darjah W
United Kingdom telah memulakan proses yang sama, dan seluruh dunia tidak lama lagi mengikutinya. Menjelang tahun 1900, sistem zon masa global yang kami gunakan hari ini cukup mantap. Sambungan global yang semakin meningkat menuntut beberapa pengukuran masa sistem sejagat, dan zon masa standard adalah jawapannya.
Kebanyakan zon waktu tidak mengikut garis panjang garis panjang. Mereka zig dan zag yang diperlukan untuk menjaga pulau-pulau, negara-negara kecil dan kawasan metropolitan yang besar pada masa jam yang sama - konsesi yang jelas untuk kemudahan.
Zon waktu standard adalah 15 darjah lebar, kerana 360 darjah dibahagikan dengan 24 jam sama dengan 15 darjah per jam. Mereka bernombor mengikut jam bermula dari Perdana Meridian (longitud 0degrees), yang berjalan melalui Greenwich, England. Jam Greenwich menunjukkan apa yang dipanggil Masa Minuman Greenwich (GMT). Sistem penomboran menjadikannya mudah untuk mencari masa di zon lain.
Sebagai contoh, California, lapan zon masa di barat Greenwich, berada dalam zon yang dinamakan Pacific Standard Time (PST). Zon itu juga diberi label "GMT-8" atau GMT + 16. "Jadi jika masa di Greenwich adalah pukul 12:00, masa di California adalah 4:00 pagi (12:00 - 8 jam).
GMT vs UTC
Sejak tahun 1972, GMT sebahagian besarnya digantikan oleh UTC (Waktu Selaras Universal). Apabila jam atom dicipta pada tahun 1950-an, ia menjadi mustahil untuk mengukur masa dengan ketepatan yang lebih baik daripada yang disediakan oleh bumi yang berputar.
GMT adalah sistem "masa purata" berdasarkan pemerhatian teleskop dari Greenwich Observatory. UTC, semasa disegerakkan ke GMT, mengambil kira sedikit perubahan dalam kadar putaran Bumi. Sekali seketika "lompatan kedua" ditambah kepada (atau ditolak dari) jam dunia - itu pembetulan antara GMT dan UTC. Tempoh putaran bumi boleh berubah dari tepat 24 jam dengan pecahan kedua sama ada dengan cara, bergantung kepada gangguan geologi.
Sebagai contoh, apabila glasier mencair, terdapat perpindahan jisim dari lintang yang lebih tinggi ke arah khatulistiwa. Seperti skater angka yang memperlahankan laju putarannya dengan memanjangkan lengan atau kaki, undang-undang pemuliharaan momentum sudut memerlukan pengurangan kadar putaran untuk mengimbangi pengedaran semula massa ini. Para saintis menganggarkan magnitud 9.0 gempa bumi di Jepun pada tahun 2011 beralih massa yang cukup jauh dari khatulistiwa untuk memendekkan hari sebanyak 1.8 microseconds (0.0000018 s).
Ahli astronomi juga harus mempertimbangkan perbezaan antara masa yang jelas dan min. Perbezaan itu bergantung pada seberapa jauh timur atau barat terletak dalam zon waktu, dan juga pada persamaan waktu, yang bergantung pada tarikh. Dan kemudian ada pembetulan yang mengelirukan yang dipanggil Daylight Saving Time (DST). Tetapi sekali lagi, untuk memahami IDL, kita boleh mengabaikan komplikasi ini.
Apakah IDL itu?
Kita semua tahu perubahan hari dan tarikh pada tengah malam, tanpa mengira lokasi anda di planet ini. Tetapi untuk menggunakan sistem zon masa global dengan IDL, hari dan tarikh perlu dipisahkan pada dua lokasi - anda tidak boleh memisahkan bulatan menjadi dua bahagian dengan "potong" tunggal. Penyelesaian ini disediakan pada tahun 1884 oleh Persidangan Meridian Antarabangsa (IMC), yang diadakan di Washington, D.C., dan dihadiri oleh wakil-wakil dari 26 buah negara.
IMC memilih meridian 180 darjah sebagai "potongan" yang lain, bukan kerana ia bertentangan dengan Perdana Meridian (mana-mana meridian mungkin "potongan" yang lain). Meridian 180 darjah dipilih kerana ia kebanyakannya melalui lautan terbuka di Pasifik tengah, zigging dan zagging untuk memelihara negara-negara berdekatan pada hari dan tarikh mereka sendiri. Jadi pilihan 180 darjah adalah sewenang-wenang, tetapi ia menubuhkan IDL yang digunakan hari ini.
Walaupun IDL bermula di tengah-tengah zon waktu UTC ± 12 di kedua kutub - tepat pada bujur 180 darjah - untuk sebahagian besar panjangnya, ia beralih ke timur dan bertepatan dengan pinggir timur zon waktu, yang juga zig dan zags. Bottom line adalah, penginapan ini memelihara negara-negara Oceania masing-masing pada jam dan kalendar mereka sendiri. Tetapi ada pengecualian.
Pulau-pulau yang melangkaui hari
Sebelum tengah malam pada 29 Disember 2011, orang Samoa berkumpul di sekitar menara jam di ibukota Apia untuk meraikan momen bersejarah melompat ke seberang Talian Tarikh Antarabangsa.
Menjelang jam 12:00 petang, orang-orang Samoa, bersama-sama dengan jiran-jiran mereka di pulau Tokelau, melompat ke hadapan pada hari Sabtu, 31 Disember 2011 - melangkau hari Jumaat sepenuhnya. Pulau-pulau kini dianggap berada di sebelah barat IDL di Hemisfera Timur. Khususnya, mereka menukar zon waktu mereka dari UTC-11 ke UTC + 13.
Keputusan itu adalah ekonomi. Walaupun Samoa telah menjalankan banyak perniagaannya dengan Amerika Syarikat pada abad yang lalu, perdagangan ini telah beralih ke Wilayah Asia Pasifik, khususnya New Zealand dan Australia.
Jadi walaupun Samoa lebih dekat secara geografi ke negara-negara Pasifik, terdapat perbezaan 23 jam antara Samoa dan New Zealand dan perbezaan antara 21 jam antara Samoa dengan pantai timur Australia, menurut EarthSky Communications. Oleh itu, dalam usaha untuk menyegerakkan minggu kerja mereka dengan rakan niaga utama mereka, kedua negara pulau itu memutuskan untuk melompat ke IDL.
Dalam artikel yang diterbitkan pada 28 Disember 2011, di The Guardian, perdana menteri Samoa, Tuilaepa Sailele Malielegaoi menyatakan kesulitan dengan keadaan IDL terdahulu:
"Dalam menjalankan perniagaan dengan New Zealand dan Australia, kami kehilangan dua hari bekerja seminggu, manakala hari Jumaat di sini, hari Sabtu di New Zealand dan semasa kami berada di gereja pada hari Ahad, mereka sedang menjalankan perniagaan di Sydney dan Brisbane. "
Peralihan IDL ini adalah sesuatu yang membezakan orang Samoa. Lebih dari satu abad yang lalu, negara itu berada di sebelah barat IDL tetapi memutuskan pada tahun 1892 untuk bergerak ke sebelah timur untuk lebih dekat ke masa A.S.. Jadi selama 119 tahun, orang Samoans menyaksikan matahari terbenam terakhir hari dan yang terakhir untuk berdering pada Tahun Baru - kini mereka adalah yang pertama.
Malangnya, akan ada beberapa kesulitan yang tinggal begitu dekat dengan IDL: Sekarang terdapat perbezaan 24 jam antara Samoa - terletak di bahagian barat rantaian pulau Samoa - dan Samoa Amerika di sebelah timur.
Tonga juga lebih suka berada di UTC + 13 (atau UTC-11) atas sebab-sebab perdagangan dan kemudahan. Kepulauan Chatham, hampir 500 batu (800 km) timur dari New Zealand, menetapkan jam pada UTC + 12.75, mewujudkan zon waktu "yatim piatu" dalam UTC ± 12. Zon waktu pecahan digunakan di 16 lokasi di seluruh dunia. Negara hanya memilih apa yang paling sesuai untuk mereka.
Tonton kerja IDL
Dalam video di atas, kajian bahawa rangka pertama dijeda sebelum anda memukul "main". Ia menunjukkan IDL (garis putih) pada tengah malam. Demi label, katakan baji hijau mewakili jam pertama hari Sabtu. Bahagian biru Bumi masih pada hari Jumaat. Bahagian merah (yang akan muncul kemudian) akan menjadi hari Ahad.
Baji hijau adalah zon masa pertama di IDL. Barat adalah mengikut arah jam seperti yang dilihat dalam pandangan ini dari atas Kutub Utara. Maklum, zon masa hijau ini:
- adalah 15 darjah lebar, merangkumi 1/24 lilitan Bumi, dan satu jam masa;
- berpusat pada meridian 180 darjah;
- memanjang dari bujur 172.5 darjah hingga 187.5 darjah;
- bertepatan dengan IDL di sepanjang sebahagian besar sempadan timurnya;
Segera IDL itu lewat tengah malam, bahawa zon waktu keseluruhan mencatat permulaan hari baru. Semua lokasi dalam zon waktu yang diberikan mestilah pada masa jam yang sama. Terdapat beberapa pengecualian: negara (dan wilayah dalam negara) yang telah memilih keluar dari DST, dan mereka yang telah memilih untuk menggunakan zon waktu pecahan. Tetapi kita boleh mengabaikannya buat masa ini.
Model dalam animasi ini sangat ideal dalam banyak cara. Yang paling penting, semua zon masa adalah 15 darjah lebar, dan berpusat pada 24 garis meridian bujur merata. Juga, IDL betul-betul mengikut pinggir timur seluruh UTC ± 12 zon waktu. Ini tidak semestinya cara di dunia nyata, tetapi ia sangat memudahkan model saya.
Kini berasa bebas untuk memukul "bermain." Lihatlah bagaimana hari Jumaat biru menyusut apabila tumbuh hijau hari Sabtu. Tonton apa yang berlaku apabila IDL kembali ke tengah malam dan hari berikutnya dan tarikh bermula. Anda akan melihat hari Ahad merah "unreeling" dan menggantikan Sabtu hijau apabila Bumi berputar. Gunakan gelangsar untuk pergi balik dan lihat bagaimana keadaan itu berlaku.
Terdapat dua perkara yang perlu diperhatikan mengenai IDL. Pertama, pada bila-bila masa, terdapat dua hari berturut-turut dan tarikh yang berlaku di Bumi. Hari-hari dan tarikh-tarikh tersebut dipisahkan oleh IDL, yang bergerak dari Kutub Utara ke Kutub Selatan (kira-kira) sepanjang meridian bujur 172.5 darjah.
Kedua, kedua-dua hari dan tarikh juga berpecah oleh garis tengah malam, meridian betul-betul bertentangan dengan matahari. Oleh itu, terdapat dua "garisan tarikh" di Bumi - satu berputar dengan planet (IDL), dan yang lain tetap pada meridian tengah malam. Pada sisi bertentangan kedua-dua "garisan tarikh," hari dan tarikh selalu berbeza.
Greenwich, kami ada masalah ...
Tapi tunggu. Nampaknya pengecualian terhadap peraturan itu. Seluruh dunia nampaknya berada di sama hari dan tarikh selama satu jam setiap hari. Ia bermula apabila pinggir timur zon waktu UTC-11 memasuki tengah malam. Ia berakhir apabila pinggir timur zon masa depan, IDL (UTC ± 12), menyentuh tengah malam. Pada masa itu hari baru mulai tidak berubah.
Tonton animasi lagi jika anda tidak menangkapnya. Ia hanya berlangsung selama satu jam, atau kira-kira satu saat dalam video. Anda akan melihatnya dua kali, setiap kali IDL menghampiri tengah malam.
Tetapi, seperti yang dijelaskan sebelumnya, ini adalah model ideal. Banyak zon masa berhampiran IDL telah "gerrymandered" ke titik di mana ia tidak pernah hari yang sama di seluruh dunia. Sebenarnya, ia adalah untuk "segera" yang sangat kecil - apabila IDL memasuki tengah malam.
Terdapat beberapa pengecualian untuk senario itu. Sebagai contoh, Kepulauan Midway berada di UTC-11, dan Kepulauan Marshall berada dalam UTC ± 12. Lihat peta terperinci zon masa di kawasan itu. Jika anda menggunakan ciri Perancang Mesyuarat di World Time Server untuk kedua pulau tersebut, anda akan melihat mereka memang berkongsi hari dan tarikh yang sama untuk jam terakhir hari, seperti yang ditunjukkan oleh animasi saya. Anda boleh melihat hasilnya di sini.
Terdapat kombinasi lain yang memberikan hasil yang sama. Intinya adalah bahawa zon masa sangat digemari di rantau ini yang banyak "peraturan" dipecahkan. Sebagai contoh: Menyeberang IDL mengubah hari dan tarikh, tetapi bukan masa. Pengecualian wujud untuk kedua-dua bahagian "peraturan" itu. Itulah sebabnya kita memerlukan peta zon waktu dan pelayan masa dunia. Mujurlah, aplikasi GPS mengetahui semua peraturan dan pengecualian, jadi pastikan telefon pintar anda pada masa yang tepat, hari dan tarikh di mana sahaja anda pergi.
Jika anda berdiri di IDL dengan satu kaki di setiap sisi, apakah hari itu?
Soalan silap. Oleh kerana anda telah "menyeberang" IDL, setiap kaki akan berada pada hari yang berbeza. Jika anda memakai jam tangan di kedua-dua tangan, secara teknikal, mereka perlu ditetapkan pada hari dan tarikh yang berlainan. Persoalannya masa jam tangan yang sepatutnya ditetapkan tidak mudah dijawab.
Bergantung di mana IDL anda berdiri, masa boleh berada di mana saja dari sama dengan satu jam yang berlainan. Di sinilah Masa Simpanan Daylight dapat menimbulkan masalah, kerana beberapa lokasi mengamati dan yang lain tidak. Dan kemudian ada komplikasi zon waktu pecahan.
Tetapi untuk "menentang IDL" tidak mudah. Kecuali anda berada di sebuah kapal berlabuh di IDL, tidak ada tempat yang anda boleh "berdiri" dengan cara yang diterangkan kecuali berhampiran kutub. Memandangkan meridian longitud menumpuk di tiang, ia mungkin untuk berjalan di beberapa zon masa dengan kenaikan sewenang-wenangnya. Satu kilometer dari kedua-dua kutub, zon masa hanya 262 meter lebar. Jika anda betul-betul di atas tiang, anda boleh berdiri dengan satu kaki di semua zon masa 24 jam.
Perkara menjadi lebih mudah dengan menggunakan hanya beberapa zon masa berhampiran kutub. Beberapa pangkalan saintifik di Antartika menggunakan masa Selandia Baru (UTC ± 12), kerana itu merupakan titik perjumpaan yang popular untuk perjalanan ke Antartika. Lain menetapkan jam mereka ke UTC. Angkasawan di Stesen Angkasa Antarabangsa melakukan perkara yang sama. ISS bergerak pada kelajuan yang mengejutkan sejauh 4.7 batu sesaat (7.7 km / s). Itulah 5.7 kali lebih cepat daripada peluru yang mempercepatkan. ISS membuat satu perjalanan di sekitar Bumi setiap 90 minit. Oleh itu, dalam tempoh 24 jam, penghuni mengalami 32 penggantian hari dan tarikh, dan menikmati 16 matahari terbenam dan 16 matahari terbenam. Untuk memastikan perkara mudah, jam mereka ditetapkan kepada UTC + 0.
Masa adalah alat sahaja
Memahami IDL adalah latihan dalam aritmetik, dan mungkin beberapa geometri. Ia bukan sihir, ia bukan fizik dan ia adalah astronomi. Ini semua mengenai menetapkan piawai masa sewenang-wenang pada planet berputar. Masa, dalam erti kata itu, hanyalah satu lagi alat teknologi moden.
Satu catatan sejarah yang terakhir: Semasa perjalanan 1519-1522 Magellan dari dunia, pelayarnya rajin mencatatkan laluan setiap hari pelayaran mereka. Apabila mereka kembali ke pelabuhan rumah, hari dan tarikh telah dimatikan. Ia tidak mengambil masa lama untuk mengetahui bagaimana kesalahan itu berlaku.
Apabila anda bergerak ke arah barat (bertentangan dengan arah bumi berputar), setiap hari akan lebih lama daripada 24 jam - iaitu, jika anda mengukur "hari" anda sebagai masa antara dua "noon berturut-turut". Sepanjang tiga tahun pelayaran mereka, perbezaan yang sedikit ini ditambah sehingga satu hari. Ini hampir tiga abad sebelum IDL ditubuhkan, tetapi ia menunjukkan keperluan untuk pelarasan hari dan tarikh semasa perjalanan global.
Terima kasih kepada sains, semuanya sudah digambarkan sekarang. Pada abad ke-21, orang mengambil IDL untuk diberikan. Perjalanan Trans-Pasifik adalah rutin, dan kita semua tahu apa berlaku apabila anda menyeberang IDL. Sekarang anda tahu kenapa ia berlaku.
Dan Heim mengajar fizik dan matematik selama 30 tahun - lebih banyak jika anda mengira kelab sains sekolah-sekolahnya. Sejak 1999, beliau menjadi penulis lepas dan mencipta grafik dan animasi komputer pendidikan. Dan adalah Presiden Kelab Astronomi Desert Foothills di New River, Ariz. Blog mingguannya Sky Lights merangkumi topik termasuk astronomi, meteorologi, dan sains bumi, dan persoalan dari pembaca digalakkan.
