L'International Date Line (IDL) è una linea immaginaria - e arbitraria - sulla superficie terrestre che va dal Polo Nord al Polo Sud. Quando attraversi l'IDL, il giorno e la data cambiano. Se lo attraversi viaggiando verso ovest, il giorno va avanti di uno e la data aumenta di uno. Se lo attraversi viaggiando verso est, si verifica il contrario.
L'IDL non è una questione di diritto internazionale, ma è uno dei pochi standard adottati a livello globale. L'IDL è cruciale per l'interconnettività globale, la comunicazione istantanea, la misurazione del tempo e database internazionali coerenti. Si tratta principalmente di convenienza, commercio e politica. L'IDL è accaduto per le stesse ragioni dell'emergere di Internet: funziona e rende la vita un po 'più semplice. Prima di discutere su come e perché sia nata la International Date Line, dovremmo prima esaminare la questione del tempo.
'Qualcuno sa veramente che ore sono?'
Nei giorni precedenti agli orologi meccanici, il tempo veniva misurato principalmente utilizzando le meridiane. La gente faceva affidamento sulla definizione che "mezzogiorno" era quando il sole era più alto nel cielo, e verso sud. Un "giorno" era semplicemente la quantità di tempo tra due "mezzogiorno" consecutivi. La maggior parte delle città del pianeta ha impostato i propri orologi su quel ciclo, e tutto è andato bene, almeno all'interno di una città specifica.
Il problema era che ogni città viveva a mezzogiorno (evidente) alle 12:00. A seconda della longitudine, le città adiacenti potrebbero avere un tempo, diciamo, 11:45 o 12:15 visualizzati sulle loro meridiane. Vicino all'equatore, viaggiando verso ovest di circa 1.000 miglia (1.600 chilometri) ritarda l'arrivo di mezzogiorno di un'ora.
Nel diciannovesimo secolo, l'emergere di ferrovie transcontinentali complicò ulteriormente le cose. Quel secolo vide anche la disponibilità di orologi meccanici precisi. I viaggiatori si ritrovarono a ripristinare i loro orologi di alcuni minuti in ogni stazione a est o ovest. Questo è stato nel migliore dei casi scomodo.
Sempre in quel secolo, l'emergere della telegrafia creò problemi di mantenimento del tempo per entità commerciali e militari - i primi ad adottare. Il telegrafo, inventato nel 1832 da Pavel Schilling, fu il primo vero sistema di "messaggistica istantanea" (IM). Ha permesso la comunicazione su grandi distanze usando l'elettricità, che si muove (quasi) alla velocità della luce.
Il telefono, brevettato nel 1876 da Alexander Graham Bell, era il secondo sistema di messaggistica istantanea. E, naturalmente, per utilizzare entrambi i sistemi in modo efficace, è utile conoscere gli orari sia del mittente che del destinatario.
Latitudine e longitudine
Prima di spiegare come i fusi orari hanno risolto questi problemi di orologio, facciamo una rapida rassegna di latitudine e longitudine. Intorno al 150 a.C., Ipparco di Nicea, un matematico e astronomo greco, propose una griglia globale di linee di longitudine e latitudine per misurare la posizione. Era un sistema di coordinate per localizzare i punti sulla superficie di una sfera. L'asse verticale misurava "latitudine" e l'asse orizzontale "longitudine". Sebbene previdente, la sua idea ha languito per oltre un millennio.
Durante l'Età della Scoperta, a partire dal XV secolo, i cartografi videro la necessità di misurazioni standardizzate di latitudine e longitudine. Se il tuo intento è di mappare o rivendicare una posizione geografica, devi descriverne la posizione in modo inequivocabile. La Gran Bretagna "governò le onde" in quel momento e prese il comando iniziale in questa impresa.
Il Portogallo e la Spagna, le altre principali nazioni marinare, stavano usando i propri sistemi, ma alla fine rimandarono in Inghilterra. La latitudine era meno un problema della longitudine, poiché non c'erano controversie su dove fossero situati i poli (latitudine 90 gradi nord e 90 gradi sud) ed equatore (latitudine 0 gradi). Tuttavia, la selezione di un punto di partenza per la misurazione della longitudine (il meridiano di 0 gradi) era arbitraria. Si basava più sull'orgoglio e la convenienza nazionali.
Nel 1851, l'Inghilterra designò il Primo Meridiano (0 gradi di longitudine) come meridiano che attraversava l'Osservatorio di Greenwich. Erano la nazione marinara dominante in quell'epoca, avevano colonie in tutto il mondo, utilizzavano orologi meccanici all'avanguardia ed erano scientificamente qualificati per stabilire uno standard. Hai sentito il detto "Il sole non tramonta mai sull'impero britannico". Questo era una volta vero. L'Inghilterra aveva colonie in tutto il mondo, quindi era sempre "di giorno" da qualche parte nell'impero britannico. La Gran Bretagna aveva un peso.
Fusi orari
Nell'ultima parte del diciannovesimo secolo, scienziati, ferrovie e altre industrie emergenti sentirono il bisogno di uno standard di tempo globale. Il primo sistema di questo tipo, che utilizzava 24 fusi orari standard, fu proposto da Sir Sandford Fleming nel 1876. Sandford era un ingegnere scozzese, che aiutò a progettare la rete ferroviaria canadese. Il suo sistema non fu ufficialmente sanzionato da nessuna entità globale, ma nel 1900 generò l'adozione del sistema di fuso orario in uso oggi. Nazione per nazione, il mondo ha acquisito l'idea di Fleming.
All'interno di ciascun fuso orario, tutti gli orologi verrebbero impostati su un tempo medio che rappresentava meglio dove si trovava il sole nel cielo. Quel tempo è chiamato tempo solare medio. Meridiane, al confronto, misura tempo solare apparente, a volte chiamato vero tempo solare.
Il processo del fuso orario iniziò nel 1883 per gli Stati Uniti, quando la nazione fu divisa in quattro fusi orari standard. Ogni zona era centrata su un meridiano di longitudine:
- Eastern Standard Time (EST) a 75 gradi O (ovest del Primo Meridiano)
- Ora solare centrale (CST) a 90 gradi O.
- Mountain Standard Time (MST) a 105 gradi O.
- Pacific Standard Time (PST) a 120 gradi O.
Il Regno Unito aveva già avviato un processo simile e presto il resto del mondo ne seguì l'esempio. Nel 1900, il sistema globale di fusi orari che usiamo oggi era abbastanza ben consolidato. L'aumento della connettività globale richiedeva un sistema universale di misurazione del tempo e i fusi orari standard erano la risposta.
La maggior parte dei fusi orari non segue esattamente i meridiani di longitudine. Zig e zag, se necessario, per mantenere isole, paesi più piccoli e grandi aree metropolitane allo stesso tempo: un'ovvia concessione alla convenienza.
I fusi orari standard hanno una larghezza di 15 gradi, poiché 360 gradi divisi per 24 ore equivalgono a 15 gradi l'ora. Sono numerati per ora a partire dal Primo Meridiano (longitudine 0 gradi), che attraversa Greenwich, in Inghilterra. L'orologio di Greenwich mostra quello che viene chiamato Greenwich Mean Time (GMT). Il sistema di numerazione semplifica la ricerca dell'ora in altre zone.
Ad esempio, la California, otto fusi orari a ovest di Greenwich, si trova in una zona denominata Pacific Standard Time (PST). Quella zona è anche etichettata "GMT-8" o GMT + 16. "Quindi, se l'ora di Greenwich è 12:00, l'ora in California è 4:00 (12:00 - 8 ore).
GMT vs. UTC
Dal 1972, GMT è stato in gran parte sostituito da UTC (Universal Coordinated Time). Quando furono inventati gli orologi atomici negli anni '50, divenne possibile misurare il tempo con una precisione migliore di quella fornita dalla Terra rotante.
GMT era un sistema di "tempo medio" basato su osservazioni telescopiche dell'Osservatorio di Greenwich. UTC, sebbene sincronizzato con GMT, tiene conto delle lievi variazioni della velocità di rotazione terrestre. Di tanto in tanto viene aggiunto (o sottratto) un "secondo di salto" all'orologio mondiale, ovvero una correzione tra GMT e UTC. Il periodo di rotazione della Terra può variare da esattamente 24 ore di una frazione di secondo in entrambi i modi, a seconda delle perturbazioni geologiche.
Ad esempio, quando i ghiacciai si sciolgono, c'è un trasferimento di massa da latitudini più elevate verso l'equatore. Come per un pattinatore che rallenta la sua velocità di rotazione estendendo un braccio o una gamba, la legge di conservazione del momento angolare richiede una riduzione della velocità di rotazione per compensare questa ridistribuzione della massa. Gli scienziati stimano che un terremoto di magnitudo 9,0 in Giappone nel 2011 abbia spostato una massa sufficiente dall'equatore per ridurre la giornata di 1,8 microsecondi (0,0000018 s).
Gli astronomi devono anche considerare la differenza tra tempo apparente e tempo medio. Tale differenza dipenderà dalla distanza dell'est o dell'ovest all'interno di un fuso orario e anche dall'equazione del tempo, che dipende dalla data. E poi c'è quella correzione confusa chiamata Ora legale (DST). Ma ancora una volta, per comprendere l'IDL, possiamo ignorare queste complicazioni.
Cos'è l'IDL?
Sappiamo tutti che il giorno e la data cambiano a mezzanotte, indipendentemente dalla tua posizione sul pianeta. Ma per utilizzare un sistema di fuso orario globale con un IDL, il giorno e la data devono essere separati a Due posizioni: non puoi dividere un cerchio in due parti con un singolo "taglio". La soluzione fu fornita nel 1884 dall'International Meridian Conference (IMC), tenutasi a Washington, DC, e presieduto da rappresentanti di 26 nazioni.
L'IMC ha selezionato il meridiano di 180 gradi come l'altro "taglio", non perché era direttamente opposto al meridiano principale (qualsiasi meridiano avrebbe potuto essere quell'altro "taglio"). Il meridiano di 180 gradi è stato scelto perché corre principalmente attraverso l'oceano aperto nel Pacifico centrale, zig-zag e zagando per mantenere le nazioni vicine nel loro giorno e data. Quindi la scelta di 180 gradi era arbitraria, ma ha stabilito l'IDL in uso oggi.
Sebbene l'IDL inizi nel mezzo del suo fuso orario UTC ± 12 su entrambi i poli - esattamente a 180 ° di longitudine - per la maggior parte della sua lunghezza, si sposta verso est e coincide con il bordo orientale del suo fuso orario, che zigena anche e zag. La linea di fondo è, questa sistemazione mantiene le nazioni insulari dell'Oceania ognuna sul proprio orologio e calendario. Ma ci sono eccezioni.
Le isole che hanno saltato un giorno
Poco prima di mezzanotte del 29 dicembre 2011, i samoani si sono radunati attorno alla torre dell'orologio nella capitale Apia per celebrare il momento storico del salto dall'altra parte dell'International Date Line.
Mentre l'orologio segnava le 12:00, la gente di Samoa, insieme ai loro vicini sull'isola di Tokelau, balzò in avanti fino a sabato 31 dicembre 2011, saltando completamente venerdì. Le isole erano ora considerate sul lato ovest dell'IDL nell'emisfero orientale. In particolare, hanno cambiato il fuso orario da UTC-11 a UTC + 13.
La decisione è stata economica. Sebbene Samoa avesse condotto gran parte delle sue attività con gli Stati Uniti nel secolo precedente, questo commercio si è spostato in modo significativo nella regione Asia-Pacifico, in particolare in Nuova Zelanda e Australia.
Quindi, sebbene Samoa fosse geograficamente più vicina ai paesi del Pacifico, c'era una differenza molto fastidiosa di 23 ore tra Samoa e la Nuova Zelanda e una differenza di 21 ore tra Samoa e la costa orientale dell'Australia, secondo EarthSky Communications. Quindi, nel tentativo di sincronizzare meglio le loro settimane di lavoro con i loro principali partner commerciali, i due paesi dei paesi insulari hanno deciso di scavalcare l'IDL.
In un articolo pubblicato il 28 dicembre 2011 su The Guardian, il primo ministro delle Samoa, Tuilaepa Sailele Malielegaoi ha espresso l'inconveniente con la precedente situazione IDL:
"Nel fare affari con la Nuova Zelanda e l'Australia, stiamo perdendo due giorni lavorativi alla settimana. Mentre è venerdì qui, è sabato in Nuova Zelanda e quando siamo in chiesa domenica, stanno già conducendo affari a Sydney e Brisbane ".
Questa transizione IDL fu una specie di ritorno a casa per i samoani. Più di un secolo fa, il paese si trovava sul lato occidentale dell'IDL, ma nel 1892 decise di spostarsi sul lato orientale per essere più vicino al tempo degli Stati Uniti. Quindi per 119 anni, i samoani hanno assistito all'ultimo tramonto della giornata e sono stati gli ultimi a suonare nel nuovo anno - ora sono uno dei primi.
Sfortunatamente, ci sarà sempre qualche inconveniente a vivere così vicino all'IDL: ora c'è una differenza di 24 ore tra le Samoa - situate nella parte occidentale della catena dell'isola delle Samoa - e le Samoa americane nella parte orientale.
Tonga ha anche preferito essere al UTC + 13 (o UTC-11) per motivi di commercio e convenienza. Le Isole Chatham, quasi 500 miglia (800 km) a est della Nuova Zelanda, impostano gli orologi a UTC + 12,75, creando un fuso orario "orfano" all'interno di UTC ± 12. I fusi orari frazionari sono utilizzati in 16 località in tutto il mondo. I paesi scelgono semplicemente ciò che funziona meglio per loro.
Guarda il lavoro di IDL
Nel video sopra, studia quel primo fotogramma in pausa prima di premere "Riproduci". Mostra l'IDL (linea bianca) al punto di mezzanotte. Per il bene delle etichette, diciamo che il cuneo verde rappresenta la prima ora di sabato. La parte blu della Terra è ancora venerdì. La parte rossa (che apparirà più avanti) sarà domenica.
Quel cuneo verde è il primo fuso orario a ovest dell'IDL. L'ovest è in senso orario visto in questa vista dall'alto del Polo Nord. Da notare questo fuso orario verde:
- è largo 15 gradi, si estende per 1/24 della circonferenza terrestre e un'ora di tempo;
- è centrato sul meridiano di 180 gradi;
- si estende dalla longitudine 172,5 gradi alla longitudine 187,5 gradi;
- coincide con l'IDL lungo la maggior parte del suo confine orientale;
Nell'istante in cui l'IDL passa a mezzanotte, l'intero fuso orario registra l'inizio di un nuovo giorno. Tutte le posizioni in un determinato fuso orario devono trovarsi sullo stesso orario. Vi sono alcune eccezioni: nazioni (e regioni all'interno delle nazioni) che hanno rinunciato all'ora legale e coloro che hanno scelto di utilizzare i fusi orari frazionari. Ma possiamo ignorarlo per ora.
Il modello in questa animazione è idealizzato in molti modi. Ancora più importante, tutti i fusi orari sono esattamente 15 gradi di larghezza e centrati su 24 meridiani equidistanti di longitudine. Inoltre, l'IDL segue esattamente il bordo orientale dell'intero fuso orario UTC ± 12. Questo non è esattamente il modo in cui le cose sono nel mondo reale, ma semplifica notevolmente il mio modello.
Ora sentiti libero di premere "gioca". Guarda come il venerdì blu si restringe man mano che il sabato verde cresce. Guarda cosa succede quando l'IDL torna a mezzanotte e iniziano il giorno e la data successivi. Vedrai la domenica rossa "non srotolarsi" e sostituire il sabato verde mentre la Terra ruota. Usa il cursore per andare avanti e indietro e guarda come succede.
Ci sono due cose da notare sull'IDL. Innanzitutto, in qualsiasi momento, ci sono due giorni e date sequenziali in vigore sulla Terra. Quei giorni e date sono separati dall'IDL, che va dal Polo Nord al Polo Sud (circa) lungo il meridiano di 172,5 gradi di longitudine.
Secondo, quei due giorni e queste date sono anche divisi per la linea di mezzanotte, il meridiano esattamente di fronte al sole. Quindi ci sono davvero due "linee di data" sulla Terra: una ruota con il pianeta (l'IDL) e l'altra rimane fissa sul meridiano di mezzanotte. Ai lati opposti di entrambe le "righe della data", il giorno e la data sono sempre diversi.
Greenwich, abbiamo un problema ...
Ma aspetta. Sembra esserci un'eccezione a quella regola. L'intero globo sembra essere sul stesso giorno e data per un'ora ogni giorno. Inizia quando il bordo orientale del fuso orario UTC-11 raggiunge la mezzanotte. Termina quando il bordo orientale del prossimo fuso orario, IDL (UTC ± 12), raggiunge la mezzanotte. A quel tempo un nuovo giorno inizia a srotolarsi.
Guarda di nuovo l'animazione se non l'hai presa. Dura solo un'ora o circa un secondo nel video. Lo vedrai due volte, ogni volta che l'IDL si avvicina a mezzanotte.
Ma, come spiegato prima, questo è un modello idealizzato. Molti fusi orari vicino alla IDL sono stati "gerrymandered" al punto in cui si trova mai lo stesso giorno in tutto il mondo. In verità, è per un "istante" infinitesimale, quando l'IDL raggiunge la mezzanotte.
Ci sono alcune eccezioni a quello scenario. Ad esempio, le Isole Midway sono in UTC-11 e le Isole Marshall sono in UTC ± 12. Dai un'occhiata a questa mappa dettagliata dei fusi orari in quella zona. Se usi la funzione Pianificatore riunioni sul World Time Server per quelle due isole, vedrai che condividono lo stesso giorno e la stessa data dell'ultima ora del giorno, come mostra la mia animazione. Puoi vedere quel risultato qui.
Esistono altre combinazioni che forniscono lo stesso risultato. La linea di fondo è che i fusi orari sono così confusi in questa regione che molte "regole" sono infrante. Per esempio: Attraversare l'IDL cambia il giorno e la data, ma non l'ora. Esistono eccezioni per entrambe le parti di quella "regola". Ecco perché abbiamo bisogno delle mappe dei fusi orari e dei server dell'ora mondiale. Fortunatamente, le app GPS conoscono tutte le regole e le eccezioni, quindi mantieni il tuo smartphone al momento giusto, giorno e data ovunque tu viaggi.
Se ti fermassi sull'IDL con un piede su ciascun lato, che giorno sarebbe?
Domanda a trabocchetto. Dato che hai "attraversato" l'IDL, ogni piede sarebbe in un giorno diverso. Se hai indossato un orologio con entrambe le lancette, tecnicamente, dovrebbero essere impostate su giorni e date diversi. La domanda su cosa tempo non è facile rispondere a quegli orologi su cui dovrebbe essere impostato.
A seconda della posizione dell'IDL, i tempi potrebbero variare da un'ora a un'ora. Qui è dove l'ora legale può rovinare le cose, come alcune posizioni lo osservano e altre no. E poi c'è quella complicazione del fuso orario frazionario.
Ma "cavalcare l'IDL" non è facile. A meno che tu non sia su una barca ancorata all'IDL, non c'è davvero posto in cui tu possa "stare" nel modo descritto se non vicino ai poli. Dal momento che i meridiani della longitudine convergono ai poli, è possibile attraversare fusi orari multipli in un'escursione arbitrariamente breve. A un chilometro da entrambi i poli, i fusi orari sono larghi solo 262 metri. Se tu fossi esattamente su entrambi i poli, potresti stare con un piede in tutti i 24 fusi orari.
Le cose diventano molto più semplici usando solo alcuni fusi orari vicino ai poli. Alcune basi scientifiche in Antartide usano il tempo della Nuova Zelanda (UTC ± 12), in quanto è un popolare punto di imbarco per viaggiare in Antartide. Altri hanno impostato l'orologio su UTC. Gli astronauti sulla Stazione Spaziale Internazionale fanno la stessa cosa. L'ISS si sta muovendo alla sorprendente velocità di 4,7 miglia al secondo (7,7 km / s). Questo è 5,7 volte più veloce di un proiettile per eccesso di velocità. L'ISS fa un viaggio intorno alla Terra ogni 90 minuti. Quindi, in 24 ore, gli occupanti sperimentano alternanze di 32 giorni e data e godono di 16 albe e 16 tramonti. Per semplificare le cose, i loro orologi sono impostati su UTC + 0.
Il tempo è solo uno strumento
Comprendere l'IDL è un esercizio di aritmetica e forse un po 'di geometria. Non è magia, non è fisica ed è a malapena astronomia. Si tratta di stabilire standard temporali arbitrari su un pianeta in rotazione. Il tempo, in questo senso, è solo un altro strumento di una moderna società tecnologica.
Un'ultima nota storica: durante la circumnavigazione del globo del 1519-1522 da parte di Magellano, il suo navigatore registrò diligentemente il passaggio di ogni giorno del loro viaggio. Quando tornarono al porto di origine, il giorno e la data erano scaduti di uno. Non ci volle molto per capire come è successo quell'errore.
Quando viaggi verso ovest (nella direzione opposta alla rotazione della Terra), ogni giorno sarà leggermente più lungo di 24 ore, vale a dire se misuri il tuo "giorno" come il tempo tra due "mezzogiorno" successivi. Durante i tre anni del loro viaggio, quelle lievi differenze si sommarono a un'intera giornata. Questo è stato quasi tre secoli prima che l'IDL fosse istituito, ma ha dimostrato la necessità di aggiustamenti di giorno e data durante i viaggi globali.
Grazie alla scienza, ora è tutto chiaro. Nel 21 ° secolo, le persone danno l'IDL per scontato. I viaggi trans-pacifici sono di routine e lo sappiamo tutti che cosa succede quando attraversi l'IDL. Ora sapete perché succede.
Dan Heim ha insegnato fisica e matematica per 30 anni - di più se si conta il suo club scientifico della scuola elementare. Dal 1999 è uno scrittore freelance e crea animazioni e grafica per computer. Dan è presidente del Desert Foothills Astronomy Club di New River, in Arizona. Il suo blog settimanale Sky Lights tratta argomenti come l'astronomia, la meteorologia e le scienze della terra e le domande dei lettori sono incoraggiate.
