Den Internationale Datalinje, Forklaret

{h1}

Mere end et århundrede efter dets oprettelse, verdenskrige og fremkomsten af ​​en 24-timers informationskultur er den internationale datalinje stadig en globalt accepteret konstruktion - men hvad er det?

Den internationale datalinje (IDL) er en imaginær - og vilkårlig linje på Jordens overflade, der løber fra Nordpolen til Sydpolen. Når du krydser IDL, ændres datoen og datoen. Hvis du krydser det, rejser du mod vest, går dagen fremad af en, og datoen stiger med en. Hvis du krydser det, der rejser mod øst, forekommer det modsatte.

IDL handler ikke om international ret, men det er en af ​​de få standarder, der er omtalt globalt. IDL er afgørende for global sammenkobling, øjeblikkelig kommunikation, tidsmåling og konsekvente internationale databaser. Det handler mest om bekvemmelighed, handel og politik. IDL skete for meget af samme årsager som fremkomsten af ​​internettet - det virker, og det gør livet lidt lettere. Før vi diskuterer hvordan og hvorfor den internationale datalinje blev, skal vi først se på spørgsmålet om at holde tid.

"Ved nogen virkelig, hvilken tid det er?"

Tilbage i dagene før mekaniske ure blev tiden målt mest ved brug af solceller. Folk var afhængige af definitionen af, at "middagstid" var, da solen var højest på himlen og ret sydpå. En "dag" var simpelthen mængden af ​​tid mellem to på hinanden følgende "noons". De fleste byer på planeten satte deres ure til den cyklus, og alt var godt - i hvert fald inden for enhver bestemt by.

Figur 1: Solen ved tilsyneladende (sand) middag.

Figur 1: Solen ved tilsyneladende (sand) middag.

Kredit: Dan Heim.

Problemet var, at hver by oplevede middag på egen hånd (tilsyneladende) 12:00 kl. Afhængig af længdegraden kunne tilstødende byer have en tid på f.eks. Klokken 11:45 eller kl. 12.15. vises på deres solceller. I nærheden af ​​ækvator forsinker rejsen vestpå omkring 1.000 miles (1.600 kilometer) ankomst til middag med en time.

I det 19. århundrede udviklede fremkomsten af ​​transkontinentale jernbaner yderligere problemer. Det århundrede så også, at nøjagtige mekaniske ure bliver bredt tilgængelige. Rejsende fandt sig selv nulstillet deres ure med flere minutter på hver station mod øst eller vest. Dette var i bedste fald ubelejligt.

Også i det århundrede skabte fremkomsten af ​​telegrafi tidsbesparende problemer for kommercielle og militære enheder - de tidlige adoptere. Telegrafen, opfundet i 1832 af Pavel Schilling, var det første sande "instant messaging" (IM) system. Det tillod kommunikation over store afstande ved hjælp af elektricitet, som bevæger sig (næsten) ved lysets hastighed.

Telefonen, patenteret i 1876 af Alexander Graham Bell, var det andet sådanne IM-system. Og selvfølgelig er det nyttigt at kende klokkeslættene både på afsenderens og modtagerens steder for at bruge begge systemer effektivt.

Breddegrad og længdegrad

Før vi forklarer, hvordan tidszoner løst disse urproblemer, lad os lave en hurtig gennemgang af breddegrad og længdegrad. Omkring 150 B.C., Hipparkus of Nicea, en græsk matematiker og astronom, foreslog et globalt netværk af længde- og breddelinjer for at måle stilling. Det var et koordinatsystem til lokalisering af punkter på overfladen af ​​en kugle. Den lodrette akse målt "breddegrad" og den vandrette akse "længdegrad". Selvom det var prescient, slog hans ide i over et årtusind.

I løbet af Opdagelsesalderen, der begyndte i det 15. århundrede, så kartograferne behovet for standardiseret bredde- og længdemåling. Hvis du har til hensigt at kortlægge eller gøre krav på en geografisk placering, skal du beskrive sin stilling entydigt. Storbritannien "styrede bølgerne" på det tidspunkt og tog det tidlige led i denne indsats.

Portugal og Spanien, de andre store søfarende nationer, brugte deres egne systemer, men blev i sidste ende udsat til England. Latitude var mindre et problem end længdegrad, da der ikke var nogen tvivl om hvor polerne (90 graders nord og 90 grader syd) og ækvator (0 grader) var placeret. Valget af et udgangspunkt for længdemålsmåling (0-gradersmeridianen) var dog vilkårlig. Det var baseret mere på national stolthed og bekvemmelighed.

I 1851 udpegede England Prime Meridian (0 grader længde) som meridianen løber gennem Greenwich Observatory. De var den dominerende søfarende nation i den æra, havde kolonier over hele kloden, brugte state-of-the-art mekaniske ure, og var videnskabeligt kvalificerede til at etablere en standard. Du har hørt ordene "Solen sætter aldrig på det britiske imperium." Det var engang sandt. England havde kolonier over hele kloden, så det var altid "dagtimerne" et eller andet sted i det britiske imperium. Storbritannien havde klappet.

Tidszoner

I slutningen af ​​1800-tallet følte forskere, jernbaner og andre fremvoksende industrier behovet for en global standard af tid. Det første sådant system, der anvendte 24 standard tidssoner, blev foreslået af Sir Sandford Fleming i 1876. Sandford var en skotsk ingeniør, der hjalp med at designe det kanadiske jernbanenet. Hans system blev ikke officielt sanktioneret af nogen global enhed, men i 1900 skabte det vedtagelsen af ​​tidszonesystemet, der var i brug i dag. Nationen efter nation, verden købte ind i Flemings idé.

Inden for hver tidszone vil alle ure blive sat til en gennemsnitlig tid, der bedst repræsenteres, hvor solen var placeret i himlen. Den tid kaldes gennemsnitlig soltid. Sundials, til sammenligning, måle tilsyneladende sol tid, nogle gange kaldes sand sol tid.

Tidszoneprocessen begyndte i 1883 for USA, da nationen blev opdelt i fire standard tidszoner. Hver zone var centreret på en længdegrad:

  • Eastern Standard Time (EST) ved 75 grader W (vest for Prime Meridian)
  • Central Standard Time (CST) ved 90 grader W
  • Mountain Standard Time (MST) ved 105 grader W
  • Pacific Standard Time (PST) ved 120 grader W

Det Forenede Kongerige havde allerede startet en lignende proces, og resten af ​​verden fulgte snart efter. I 1900 var det globale system af tidszoner, vi bruger i dag, ret veletableret. Øget global konnektivitet krævede nogle universelle system for tidsmåling, og standard tidssoner var svaret.

De fleste tidszoner følger ikke netop meridianer af længdegrad. De zig og zag efter behov for at holde øerne, de mindre lande og store storbyområder på samme ur tid - en indlysende koncession til bekvemmelighed.

Standard tidszoner er 15 grader brede, da 360 grader divideret med 24 timer svarer til 15 grader pr. Time. De er nummereret i timen, der starter fra Prime Meridian (længde 0degrees), som løber gennem Greenwich, England. Greenwich uret viser hvad der hedder Greenwich Mean Time (GMT). Nummersystemet gør det nemt at finde tiden i andre zoner.

For eksempel er Californien, otte tidszoner vest for Greenwich, i en zone kaldet Pacific Standard Time (PST). Denne zone er også mærket "GMT-8" eller GMT + 16. "Så hvis tiden i Greenwich er 12:00, er klokken 4:00 i kl. 12:00 til 8 timer.

GMT mod UTC

Siden 1972 er GMT i vid udstrækning erstattet af UTC (Universal Coordinated Time). Når atomurerne blev opfundet i 1950'erne, blev det muligt at måle tiden med en nøjagtighed bedre end den, der tilvejebringes af den roterende jord.

GMT var et "gennemsnitstids" system baseret på teleskopiske observationer fra Greenwich Observatory. UTC, mens den synkroniseres til GMT, tager højde for små variationer i jordens rotationshastighed. En gang imellem tilføjes et "spring sekund" til (eller trækkes fra) verdensuret - det er en korrektion mellem GMT og UTC. Jordens rotationsperiode kan variere fra nøjagtigt 24 timer med en brøkdel af et sekund hverken afhængigt af geologiske forstyrrelser.

For eksempel, når gletsjere smelter, er der en overførsel af masse fra højere breddegrader mod ækvator. Som med en kunstskøjtner, der sænker hans drejningshastighed ved at udvide en arm eller et ben, kræver loven om bevarelse af vinkelmomentet en reduktion af centrifugeringshastigheden for at kompensere for denne omfordeling af masse. Forskere anslår et jordskælv i 9,0 magneter i Japan i 2011 skiftet nok masse væk fra ækvator til at forkorte dagen med 1,8 mikrosekunder (0.0000018 s).

Astronomer skal også overveje forskellen mellem tilsyneladende og gennemsnitlig tid. Denne forskel vil afhænge af, hvor langt øst eller vest man befinder sig inden for en tidszone, og også på tidens ligning, hvilket afhænger af datoen. Og så er der den forvirrende korrektion kaldet Sommertid (DST). Men igen, for at forstå IDL, kan vi ignorere disse komplikationer.

Hvad er IDL?

Vi kender alle dag og datoændring ved midnat, uanset din placering på planeten. Men for at bruge et globalt tidszone system med en IDL, skal dagen og datoen adskilles på to steder - du kan ikke dele en cirkel i to dele med en enkelt "cut". Løsningen blev leveret i 1884 af den internationale Meridian Conference (IMC), der blev afholdt i Washington, D.C., og deltog af repræsentanter for 26 nationer.

IMC valgte 180 graders meridian som den anden "cut", ikke fordi den var direkte overfor Prime Meridian (enhver meridian kunne have været den anden "cut"). Den 180-graders meridian blev valgt, fordi den kører hovedsagelig gennem åbent hav i det centrale Stillehav, zigging og zagging for at holde nærliggende nationer på deres egen dag og dato. Så valget af 180 grader var vilkårlig, men det etablerede IDL i brug i dag.

Selv om IDL starter midt i sin UTC ± 12 tidszone i begge poler - præcis ved 180 grader - skifter den i det væsentlige mod øst og falder sammen med den østlige kant af sin tidszone, som også synker og zags. Den nederste linje er, at denne bolig holder øen nationer i Oceanien hver på deres eget ur og kalender. Men der er undtagelser.

Øerne, der hoppede over en dag

Lige før midnat den 29. december 2011 samledes samøerne klokken tårnet i hovedstaden Apia for at fejre det historiske øjeblik for at hoppe til den anden side af den internationale datalinje.

Da klokken slog kl. 12:00, sprang folket i Samoa sammen med deres naboer på øen Tokelau frem til lørdag den 31. december 2011 - helt på fredag. Øerne blev nu anset for at være på vestsiden af ​​IDL på den østlige halvkugle. Specifikt ændrede de deres tidszone fra UTC-11 til UTC + 13.

Beslutningen var økonomisk. Selvom Samoa havde haft en stor del af sin forretning med USA i det foregående århundrede, har denne handel skiftet betydeligt til Asien-Stillehavsområdet, især New Zealand og Australien.

Så selv om Samoa var tættere geografisk til Stillehavslandene, var der en meget generende 23-timers forskel mellem Samoa og New Zealand og en 21-timers forskel mellem Samoa og Australiens østkyst, ifølge EarthSky Communications. Så i et forsøg på bedre at synkronisere deres arbejdsuge med deres vigtigste handelspartnere besluttede de to øllande at hoppe over IDL.

I en artikel udgivet den dec.28, 2011, i The Guardian, Samoa's premierminister, Tuilaepa Sailele Malielegaoi, udtrykte ulejligheden med den tidligere IDL-situation:

"I forretning med New Zealand og Australien taber vi på to arbejdsdage om ugen. Mens det er fredag ​​her, er det lørdag i New Zealand, og når vi er i kirke på søndag, driver de allerede i Sydney og Brisbane. "

Denne IDL-overgang var noget af et hjemkomst for samoere. For mere end et århundrede siden var landet på den vestlige side af IDL, men besluttede i 1892 at flytte over til den østlige side for at være tættere på amerikansk tid. Så i 119 år oplevede samoere den sidste solnedgang af dagen og var de sidste til at ringe i nytår - nu er de en af ​​de første.

Desværre vil der altid være nogle ulemper, der lever så tæt på IDL: Nu er der en 24-timers forskel mellem Samoa - placeret på den vestlige del af Samoa økæden - og det amerikanske samoa på østsiden.

Tonga foretrak også at være på UTC + 13 (eller UTC-11) af hensyn til handel og bekvemmelighed. Chatham-øerne, næsten 500 miles (800 km) øst for New Zealand, sætter ure på UTC + 12.75, hvilket skaber en "forældreløs" tidszone inden for UTC ± 12. Fraktionelle tidszoner anvendes på 16 steder rundt om i verden. Lande vælger simpelthen, hvad der fungerer bedst for dem.

Se IDL-arbejdet

I videoen ovenfor skal du studere den første pause, inden du rammer "play". Det viser IDL (hvid linje) ved midnat punkt. Af hensyn til etiketter, lad os sige, at den grønne kilde repræsenterer den første time på lørdagen. Den blå del af Jorden er stadig på fredag. Den røde del (som vises senere) bliver søndag.

Den grønne kil er den første tidszone vest for IDL. Vest er med uret som set i denne udsigt fra nordpolen. Bemærk, denne grønne tidszone:

  • er 15 grader bredt, spænder 1/24 af jordens omkreds og en times tid;
  • er centreret på 180-graders meridianen;
  • strækker sig fra længdegrad 172,5 grader til længdegrad 187,5 grader;
  • falder sammen med IDL langs det meste af den østlige grænse;

Den øjeblikkelige IDL passerer midnat, registrerer hele tidszonen starten på en ny dag. Alle placeringer i en given tidszone skal være på samme klokkeslæt. Der er nogle undtagelser: nationer (og regioner i nationer), der har valgt ud af DST, og dem, der har valgt at bruge fraktionelle tidszoner. Men vi kan ignorere det for nu.

Modellen i denne animation er idealiseret på mange måder. Vigtigst er alle tidszoner nøjagtigt 15 grader brede og centreret på 24 ensidigt adskilte meridianer af længdegrad. IDL følger også den østlige kant af hele UTC ± 12 tidszone. Dette er ikke helt den måde, tingene er i den virkelige verden, men det forenkler min model meget.

Nu er du velkommen til at ramme "play". Se hvordan blå fredag ​​krymper som grøn lørdag vokser. Se hvad der sker, når IDL vender tilbage til midnat og den næste dag og datoen begynder. Du vil se rød søndag "unreeling" og erstatte grøn lørdag som jorden roterer. Brug skyderen til at gå frem og tilbage og se, hvordan det sker.

Der er to ting at bemærke om IDL. For det første er der to på hinanden følgende dage og datoer på jorden. Disse dage og datoer er adskilt af IDL, som løber fra Nordpolen til Sydpolen (ca.) langs 172,5-graders meridian af længdegrad.

For det andet deles disse to dage og datoer også ved midnatlinjen, den meridian, der er lige modsat solen. Så der er virkelig to "dato linjer" på Jorden - en roterer med planeten (IDL), og den anden forbliver fast ved midnat meridianen. På modsatte sider af begge "dato linjer" er dagen og datoen altid anderledes.

Greenwich, vi har et problem...

Men vent. Der synes at være en undtagelse fra denne regel. Hele kloden ser ud til at være på samme dag og dato for en time hver dag. Den starter, når den østlige kant af UTC-11 tidszone rammer midnat. Den slutter, når den østlige kant af den næste tidszone, IDL (UTC ± 12), rammer midnat. På det tidspunkt begynder en ny dag at rive.

Se animationen igen, hvis du ikke fangede det. Det varer kun i en time, eller ca. et sekund i videoen. Du får se det to gange, hver gang IDL nærmer sig midnat.

Men som forklaret før er dette en idealiseret model. Mange tidszoner nær IDL er blevet "gerrymandered" til det punkt, hvor det er aldrig samme dag over hele kloden. I virkeligheden er det for et uendeligt "øjeblikkeligt" - når IDL'en finder midnat.

Der er nogle undtagelser fra det scenario. Midway-øerne er for eksempel i UTC-11, og Marshalløerne er i UTC ± 12. Tjek dette detaljerede kort over tidszoner i dette område. Hvis du bruger funktionen Mødeplanlægning på World Time Server til de to øer, kan du se, at de faktisk deler samme dag og dato for den sidste time på dagen, som min animation viser. Du kan se resultatet her.

Der er andre kombinationer, der giver det samme resultat. Den nederste linje er, at tidszoner er så jumbled i denne region, at mange "regler" er brudt. For eksempel: Krydsning af IDL ændrer dag og dato, men ikke tiden. Der findes undtagelser for begge dele af denne "regel". Derfor har vi brug for tidszonen kort og verdens tidsservere. Heldigvis kender GPS apps alle regler og undtagelser, så hold din smarte telefon på den rigtige tid, dag og dato, uanset hvor du rejser.

Hvis du stod på IDL med en fod på hver side, hvilken dag ville det være?

Trick spørgsmål. Da du har "krydset" IDL'en, ville hver fod være på en anden dag.Hvis du havde et ur på begge hænder, skulle de teknisk set indstilles til forskellige dage og datoer. Spørgsmålet om hvad tid disse ure bør sættes på er ikke så let at svare.

Afhængigt af hvor i IDL du står, kan tiderne være overalt lige fra en time forskellig. Her er hvor dagslysbesparelsestiden kan rodde tingene op, som nogle steder observerer det og andre gør det ikke. Og så er der den fraktionelle tidszone komplikation.

Men at "stå imod IDL" er ikke let. Medmindre du er på en båd forankret på IDL, er der virkelig ingen plads, du kunne "stå" på den beskrevne måde, undtagen i nærheden af ​​polerne. Da længden af ​​meridianer konvergerer ved polerne, er det muligt at gå på tværs af flere tidszoner på en vilkårlig kort vandretur. En kilometer fra hver pol, tidszoner er kun 262 meter brede. Hvis du var nøjagtigt på begge stænger, kunne du stå med en fod i alle 24 tidszoner.

Ting bliver meget enklere ved kun at bruge et par tidszoner i nærheden af ​​polerne. Nogle videnskabelige baser i Antarktis bruger New Zealand tid (UTC ± 12), da det er et populært indløbspunkt for rejser til Antarktis. Andre satte deres ure til UTC. Astronauter på den internationale rumstation gør det samme. ISS'en bevæger sig med den forbløffende hastighed på 7,7 km pr. Sekund (7,7 km / s). Det er 5,7 gange hurtigere end en fartkugle. ISS gør en tur rundt om jorden hvert 90 minutter. Så om 24 timer oplever beboerne 32 dag og dato veksler, og nyde 16 solopgange og 16 solnedgange. For at holde tingene simple, er deres ure sat til UTC + 0.

Tiden er bare et værktøj

Forståelse af IDL er en øvelse i aritmetik, og måske nogle geometri. Det er ikke magisk, det er ikke fysik, og det er næppe astronomi. Det handler om at indstille vilkårlige tidsstandarder på en roterende planet. Tid er i den forstand bare et andet redskab i et moderne teknologisk samfund.

En sidste historisk note: Under Magellans 1519-1522 omkreds af kloden loggede hans navigator flittigt på hver dag i deres rejse. Da de vendte tilbage til hjembyen, var dagen og datoen slukket af en. Det tog ikke lang tid at finde ud af, hvordan den fejl opstod.

Når du rejser mod vest (modsat retningen roterer jorden), vil hver dag være lidt længere end 24 timer - det vil sige, hvis du måler din "dag" som tiden mellem to på hinanden følgende "noons". I løbet af de tre år af deres rejse tilføjede disse små forskelle op til en hel dag. Dette var næsten tre århundreder, før IDL blev etableret, men det viste behovet for dag- og datojusteringer under global rejse.

Takket være videnskaben er det alle udtænkt nu. I det 21. århundrede tager folk IDL for givet. Trans-Pacific rejser er rutine, og vi ved alle hvad sker, når du krydser IDL. Nu ved du det hvorfor det sker.

Dan Heim lærte fysik og matematik i 30 år - mere hvis du tæller sin klasse-skole science club. Siden 1999 har han været freelance skribent og skaber pædagogisk computergrafik og animationer. Dan er præsident for Desert Foothills Astronomy Club i New River, Ariz. Hans ugentlige blog Sky Lights dækker emner, herunder astronomi, meteorologi og jordvidenskab, og spørgsmål fra læsere opmuntres.

Yderligere rapportering fra Traci Pedersen, WordsSideKick.com bidragyder.


Video Supplement: Data Protection Explained | Privacy International.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com