Всесвітньому часу минуло 125 років
А.О. Корсунь
кандидат фізико-математичних наук
Головна астрономічна обсерваторія НАН України
У сучасну епоху все цивілізоване людство звіряє свій час із так званим всесвітнім зкоординованим часом — UTC (скорочення від англійської назви Universal Coordinated Time). Цей час обчислюють у Парижі на основі показань більш ніж 200 атомних годинників з лабораторій понад шістдесяти країн світу, а його «родовід» починається від гринвіцького часу, точніше кажучи, від середнього сонячного часу на меридіані Гринвіча (позначається GMT — GreenwichMeanTime). У 1884 р. GMT прийнято як всесвітній час (UT).
Отже, історія всесвітнього часу (або часу за Гринвічем) налічує вже 125 років. Спробуймо розповісти про цю цікаву подію ― прийняття всесвітнього часу, ― яка, до речі, започаткувала міжнародні домовленості щодо виміряння часу.
У жовтні 1884 р. 41 делегат із 25 країн світу зібралися у Вашингтоні на Міжнародну меридіанну конференцію. Метою конференції було обговорити питання про фіксацію меридіану, котрий міг би правити занульовий у відлічуванні довгот і поясного часу на всій земній кулі. Делегація кожної країни під час голосування мала один голос. Конференція тривала місяць, упродовжякого відбулося вісім засідань, протоколи конференції заповнили понад 200 сторінок.
Урешті-решт були ухвалені такі пропозиції.
І. Конференція рекомендує ввести єдиний нульовий меридіан для всіх країн замість прийнятих тепер початкових меридіанів.
Обговорення цього пункту резолюції тривало досить довго. Раніше вважали, що нульовий меридіан має проходити через яку-небудь відому обсерваторію і що потрібно облишити думки про фіксацію меридіану островами (ішлося про Азорські острови чи о. Ферро), або вершиною гори (на о. Тенерифе), або протокою (наприклад, протокою Беринга), або якоюсь монументальною спорудою (наприклад, пірамідою Хеопса або храмом у Єрусалимі). Більшість делегатів погодилася, що з наукового погляду підходять лише астрономічні обсерваторії, а саме Паризька, Берлінська, Гринвіцька та Вашингтонська. Делегація США запропонувала ухвалити пропозицію про єдиний нульовий меридіан, що й було зроблено.
ІІ. Конференція рекомендує за нульовий меридіан уважати меридіан Гринвіча, який проходить через центр пасажного інструментаГринвіцької обсерваторії.
Делегати конференції досить жваво обговорювали і цей пункт. Ясність уніс знаменитий англійський фізик Уільям Томсон (1824—1907), який згодом отримав титул лорда Кельвіна. У. Томсон не входив до складу британської делегації, але його запросили на конференцію, де він висловив своє міркування: не можна стверджувати, що вибір будь-якого одного меридіану є більш науково обґрунтованим, ніж вибір іншого, проте можна заявляти, що є один меридіан, котрий зручніший з практичного погляду проти іншого. На думку У. Томсона, перевагу має меридіан Гринвіча.
Результат голосування 13 жовтня 1884 р. був такий: за — 22 голоси, проти —один (Домініканська республіка), утрималися — два (Франція та Бразилія).
ІІІ. Від нульового меридіану довготуслід відраховувати у двох напрямах до 180°: на схід зі знаком «плюс» і на захід зі знаком «мінус».
Цю резолюцію, яку спочатку запропонувала делегація США, обговорювали довше, ніж можна було сподіватися. Двіобставини пояснюють це: по-перше, резолюція була пов’язана з питанням про лічбу часу, а по-друге, раніше, 1883 р., Римська конференція запропонувала безперервний відлік довгот до 360° із заходу на схід. На конференції виникло сильне угруповання, яке бажало відлічуватиу зворотному напрямі, тимчасомякбагато делегатів уважали, що чинний порядок відліку довгот до 180° в обидвабоки від нульового меридіану не треба змінювати.
Обговорення почали з проекту, висунутого на з’їзді, присвяченому питанням часуна залізницях США. Воно полягало в тому, що ця меридіанна конференція не повинна нічого змінювати в системі поясного часу, адже наявна система вже довеласвою придатність. Швеція запропонувала відраховувати довготу в одному напрямі зі сходу на захід, Іспанія —із заходу на схід. Делегати з Великої Британії, які турбувалися про зручності для штурманів, запитували:«Навіщо змінювати запроваджений порядок?». С.Флемінг—ініціатор уведення поясного часу— дотримувався думки, відмінної віддумкисвоїх британських колег. Урешті-решт резолюція ІІІ на пропозицію США була ухвалена: 14 делегацій проголосували за, п’ять — проти, шість — утрималися.
ІV. Конференція рекомендує прийняття всесвітньої доби всюди, де воно доцільне і не стане на перешкоді використанню місцевого або іншого стандартного часу, якщо це бажано.
Тепер конференція перейшла від розгляду питань, пов’язаних з довготою, до проблем, які стосувалися часу. З ґрунтовною доповіддю виступив В.Ф. Аллен, секретар дирекції залізниць США. Він запропонував використовувати всесвітній час у науці, а також для міжнародної телеграфної мережі. За резолюцію проголосували 23 делегації; Німеччина й Домініканська республіка втрималися.
V. Всесвітня доба — це середня сонячна доба: вона має починатися в усьому світі в момент середньої півночі на нульовому меридіані, тобто початок її має збігатися з початком громадянської доби, а дата — відповідати даті на цьому, нульовому, меридіані; години всесвітньої доби слід відлічувати від нуля до 24-ї.
Конференція прискіпливо розглядала питання стосовно початку всесвітньої доби: чи він має припадати на полудень, як це було заведено в астрономічній практиці, а також у деяких країнах для навігації у відкритому морі, чи всесвітня доба має відповідати громадянському відліку часу й починатися опівночі. Астрономія була одним з основних «споживачів» всесвітнього часу.Через те здавалося доцільним не змінювати встановлений порядок відліку доби, щоб не порушувати астрономічну хронологію, початок якої був закладений ще за часів давнього астронома Гіппарха (бл. 180 (190) — 125 до н. е.). Разом з тим, іншим споживачам часу, зокрема операторам всесвітньої телеграфної мережі, треба було починати відлік доби опівночі. Делегати з Великої Британії висунули аргументи на користь того, що відлік громадянської добислід починати опівночі, бополудень — це, перш за все, середина дня, а не його початок чи кінець.
Цю резолюцію, яка пропонувала починати всесвітню добу опівночіна нульовому меридіані, все ж ухвалили 15 голосами.
VІ. Конференція висловила сподівання, що тільки-но з’явиться практичнаможливість, астрономічна й морська доби такожпочинатимуться в середню північ.
Ще з часів Гіппарха астрономи використовували 24-годинну добу і до 1925 р. починали відлік доби в момент верхньої кульмінації Сонця. Для них це було зручно, оскільки під час нічних спостережень не відбувалася зміна дати, що неминуче трапилося биу разі використання громадянської лічби діб. У відкритому морі майже до ХІХ ст. доба закінчувалася опівдні за громадянським часом. Бортовий журнал вели відповідно до корабельного часу, тобто за місцевим часом, який визначали в моменти зміни довготи.За традицією доба закінчувалася опівдні.Саме в той момент офіцер, який визначав широту, повідомляв: «Дванадцята година, сер».На це капітан відповідав: «Так тримати!».Отже, полудень відмічав початок доби за астрономічним обчисленням, середину доби — за громадянським і кінець доби — за морським. Це призводило до великих непорозумінь, оскільки після повернення корабля в гавань штурман (і бортовий журнал) повинен був переходити до громадянського обчислення часу.
Оскільки резолюція V забрала так багато сил, то резолюцію VІ ухвалили одноголосно і майже без обговорення. Проте, незважаючи на одностайність, тільки майже через 40 роківїї рекомендації були повністю виконані.
VІІ. Конференція висловлює сподівання, що технічні дослідження, які проводяться для впорядкування й поширення десяткової системи лічби кутів і часу, будуть узагальнені настільки, що стане можливим поширити результати їх на всі випадки, де це має відчутні переваги.
Сформульовану тут резолюцію запропонувала Франція. Після недовгої дискусії її ухвалили 21 голосом. Але, як свідчить історія, десяткову систему лічби кутів і часу не втілили в життя.
Підбивши підсумки й прослухавши короткі подячні промови, які прозвучали на завершальному засіданні 1 листопада, Міжнародна меридіанна конференція 1884 р. закінчила свою роботу.
Основний вплив Вашингтонської конференції на повсякденне життя людей полягав у тому, що відтоді різні держави на земній кулі стали одна за одною застосовувати систему поясного часу, основану на нульовому меридіані — меридіані Гринвіча.
Спочатку дехто вважав, що система єдиного часу застосовуватиметься для різноманітних цілей на всій земній кулі. Але такий погляд не знайшов прихильників. Компромісом між всесвітнім і місцевим часом став поясний час: згідно з цією системою показання годинників у межах одного поясу не можуть відрізнятися більше, ніж на ±30 хв, хвилинні стрілки всіх годинників мають перебувати в однаковій позиції, а годинні стрілки слід переводити точно на одну годину під час переміщення в сусідній годинний пояс.
Формули, які пов’язують поясний час Тп , місцевий сонячний час Тм і всесвітній час UT , мають вигляд:
Тп = Тм - λ + N; Тп = UT + N,
де λ — довгота місця, N — номер годинного поясу.
Запровадження всесвітнього часу для відліку часу в різних країнах було тісно пов’язане з формою передавання радіосигналів часу. Існує схожа на жарт історія про запровадження передавання точного часу по радіо у вигляді звукових сигналів.
Радіосигнали GMT почали надходити до осель англійців у 1924 р., коли Бі-бі-сі (British Broadcasting Corporation — Британська радіомовна корпорація) уперше передала по радіо дзвін лондонського годинника «Біґ Бен». Раніше, ще 1923 р., королівський астроном (такий титул надавали директорам Гринвіцької обсерваторії) Франк Дайсон зустрівся з Джоном Рейтом, генеральним директором Бі-бі-сі, щоб обговорити питання про передачу по радіо сигналів часу. Відомий шеститочковий сигнал, де звукові точки відмічають 55, 56, 57, 58, 59 і 60-ту, кінцеву, секунду години, був дітищем Дайсона; ця ідея виникла в нього під час бесіди з Френком Хоуп-Джонсом (винахідником годинника з вільним маятником), який, у свою чергу, запропонував сигнал з п’яти звукових точок.
5 лютого 1924 р. Ф. Дайсон повідомив по радіо про відкриття нової служби для поширення радіосигналів шеститочковими сигналами. А трохи пізніше, під час урочистого обіду на честь цієї події, де Ф. Дайсон головував, а Ф. Хоуп-Джонс був почесним гостем, якийсь жартівник, згадавши про історію стосовно передавання сигналів часу, простягнув Ф. Хоуп-Джонсові на тарілочці шість апельсинових зернят. Прийнявши їх, Ф. Хоуп-Джонс одне зерня дуже урочисто подав Дайсону — голові.
У наш час за поширення сигналів часу відповідають мережі телеканалів, глобальні супутникові системи та інші новітні засоби. Cучасна єдина шкала часу UTC суттєво відрізняється від тієї всесвітньої шкали, яку прийняли на Вашингтонській конференції 125 років тому, і перш за все — своєю точністю. В основі UTC лежить високоточна атомна секунда, а не секунда всесвітнього часу, яка не є сталою величиною, бо Земля обертається нерівномірно. Усе ж, оскільки життя на земній кулі тісно пов’язане з її обертанням (зі сходом і заходом Сонця), то запровадили зкоординовану шкалу часу, яка поєднує точність атомної секунди й природну сутність всесвітнього часу. Це відображено в її назві: Universal Coordinated Time (UTC) — всесвітній зкоординований час. Таким чином, хоча назва шкали часу змінилася,усе ж можна стверджувати, що ми перевіряємо свій час за Гринвічем.
Джерело: Астрономічний календар 2010. с. 269—273
