știință și istorie

John Harrison a pus capăt unei probleme de navigație, cum se măsoară longitudinea. Prejudecățile l-au împiedicat să adune premiul promis: astronomii l-au văzut ca un intrus

Delegați la Conferința internațională a meridianelor desfășurată la Washington în 1884

greenwich

Anglia a trăit în secolul al XVII-lea o perioadă de splendoare politică și economică. Flota sa navală a dominat Atlanticul și a condus interesele comerciale și militare ale restului puterilor. Regele Carol al II-lea a fondat Observatorul Regal în 1675, îndemnându-i pe cei responsabili să rezolve una dintre principalele probleme ale navigației: determinarea longitudinii, adică a unei linii imaginare (meridian) care va marca distanța est-vest în mod egal cu toți navigatorii săi.

Latitudinea (nord-sud) a fost întotdeauna ușor de stabilit datorită poziției soarelui, a unei stele sau a ecuatorului Pământului, dar același lucru nu a fost cazul cu longitudinea. Fiecare cultură a ales să stabilească un oraș sau un punct geografic ușor de localizat de utilizat ca referință în călătoriile voastre pe mare.

Portretul regelui Carol al II-lea al Angliei.

Observarea stelelor a fost cea mai utilizată metodă de orientare de toate popoarele încă din antichitate. Cu toate acestea, nopțile înnorate sau furtunoase și navigația prin emisfere puțin cunoscute au făcut din ce în ce mai necesară fixarea unui loc pe hartă care să servească drept referință universală. Mai presus de toate, pentru a evita pierderile și pierderile economice derivate dintr-un naufragiu.

Una dintre metodele folosite de marinarii englezi pentru a determina longitudinea a fost aceea de a raporta ora locală la ora meridianului de origine ales. Pentru aceasta au existat cronometrele, pe care navigatorii le-au pus pe Tamisa înainte de a naviga, când au văzut mingea roșie pe care Observatorul Regal o așezase pe acoperiș coborând: era ora unu după-amiaza. Cu toate acestea, cronometrele au fost inutile în călătoriile lungi, din cauza modificărilor produse în ele de schimbările de presiune, umiditate, mișcare și temperatură.

Cealaltă soluție a fost clasica - și nu foarte riguroasă - calculul orei locale oriunde pe Pământ prin observarea unor fenomene astronomice.

Primele lucrări pentru a găsi longitudinea au fost orientate spre studierea stelelor și a mișcărilor lor

De la catalog la recompensă

Primele lucrări științifice care au găsit lungimea dorită au fost orientate către această a doua posibilitate: studierea detaliată a stelelor și a mișcărilor lor. Astfel, de la început, succesivul directorii Observatorului Regal s-au dedicat realizării de cataloage stelare.

Primul dintre ei a fost astronomul regal John Flamsteed, care a clasat pozițiile a aproximativ trei mii de stele și a început să folosească ceasul în observațiile sale. Succesorii săi, Edmond Halley și James Bradley, au continuat această lucrare încercând să sistematizeze observațiile lor cât mai mult posibil și folosind instrumente din ce în ce mai precise.

Descoperirea planetelor

Povestea adevărată a Pământului plat

Cu toate acestea, problema a persistat. Dezastrul naval din 1707, în care patru nave ale Marinei Regale și-au pierdut drumul și au murit 2.000 de oameni, a exasperat guvernul. Prin urmare, în 1714, parlamentul britanic a creat Comitetul de longitudine și a oferit o Recompensă de 20.000 de lire sterline pentru oricine prezintă o metodă de determinare a longitudinii pe mare cu o marjă minimă de eroare.

Portretul meșterului John Harrison.

Ceasul lui Harrison

Toți oamenii de știință englezi ai vremii se simțeau obligați să găsească o soluție. Dar acest lucru nu a venit din mâna unui astronom sau a unui matematician, așa cum ar fi fost logic, ci de la un meșter dulgher și ceasornicar din Lincolnshire: John Harrison.

El a fost cel care a proiectat ceasul H4, îmbunătățind beneficiile altora pe care le dezvoltă de mai bine de treizeci de ani. Era un ceas fără pendul, de dimensiuni mici și cu un mecanism precis care nu avea legătură cu variațiile pe care le aveau aceste instrumente până atunci când își schimbau locul.

H4-ul lui Harrison avea aspectul unui ceas de buzunar, dar mai voluminos (13 cm în diametru și 1,45 kg în greutate) și a fost testat de fiul său William într-o călătorie din Anglia în Jamaica, în care ceasul a fost întârziat cu doar 5,1 secunde.

În 1764, William a plecat spre Barbados cu cea de-a doua versiune a H4, care a înregistrat o eroare aproape neglijabilă de 39,2 secunde pe o călătorie de 47 de zile. Acest a îndeplinit mai mult decât cerințele cerute de către Comitetul Longitudine, care, totuși, a refuzat să plătească lui Harrison cele 20.000 de lire sterline oferite, chiar dacă șase experți au studiat mecanismul intern al ceasului și au exclus orice fraudă.

Ceasul H4 inventat de Harrison.

Colonel Warden la en.wikipedia/CC BY SA-4.0

Nici Comitetul, nici Observatorul Regal nu au avut încredere în invenția unui simplu meșter, deci organismul instituțional i-a cerut lui Harrison să încredințeze unui ceasornicar de prestigiu să producă o copie a H4, în timp ce el trebuia să facă încă două. Harrison a optat pentru Larcum Kendall, un cunoscut profesionist la acea vreme, și a început să lucreze cu fiul său la un nou model.

În ciuda reducerii în continuare a marjei de eroare cu ceasul rezultat, Comitetul a continuat să-i refuze premiul, așa că John Harrison, acum în vârstă de 79 de ani, a mers la regele George al III-lea. Astronomul său, Stephen Demainbray, a testat H5 și l-a considerat excepțional, fapt care, totuși, nu a influențat decizia Comitetului.

Următorul pas pentru meșter a fost să meargă în Parlament. Această instituție i-a acordat în cele din urmă lui John suma de 8.750 de lire sterline și l-a distins public drept omul care rezolvase problema lungimii. În ciuda acestei recunoașteri, mulți oameni de știință îl considerau încă pe Harrison un intrus care abia avea o educație de bază minimă.

Datorită ceasului lui Harrison, Cook a reușit să realizeze topuri nautice pentru Australia și Noua Zeelandă

Opinia predominantă a uniunii științifice la acea vreme a avut un nou obstacol atunci când, în 1772, Căpitanul Cook a luat o copie a H4 în cea de-a doua călătorie în Pacific. Datorită ceasului lui Harrison, Cook a reușit să realizeze topuri nautice pentru Australia și Noua Zeelandă. Cu aceasta a demonstrat definitiv că lungimea putea fi măsurată cu un ceas și fără a fi nevoie de cunoștințe complexe de astronomie.

James Cook, cuceritorul antipodelor

Revoluția industrială

În același timp, era industrială în curs de naștere avea nevoie de programe mai puțin aleatorii decât „amurgul” sau „cocoșul cocoșului” pentru a-și deschide fabricile sau a-și conduce mașinile de precizie. Era mașinilor a început, iar viața a început să se îndepărteze de ritmul naturii.

Dacă navigația ar fi generat necesitatea unei locații spațio-temporale stabile, aspectul căii ferate ar necesita o măsurare a timpului care ar putea fi împărtășită de întreaga țară. Până atunci, fiecare oraș britanic avea propriul sistem, care depindea de lungimea zilei în funcție de anotimpuri. Cu trenul, populația a avut pentru prima dată ocazia de a călători mai repede decât soarele, astfel încât pasagerul a trebuit să-și modifice ceasul în funcție de orele locale diferite.

Ceas în gara King's Cross din Londra.

Oxyman/CC BY SA-3.0

Problema s-a încheiat în 1840, când vremea oficială din Greenwich a fost impusă Marii Britanii. Protestele scoțienilor și galezilor nu au întârziat să apară, deoarece au văzut în ea încă o intruziune a englezilor în obiceiurile lor. Faptul este că, de atunci, Observatorul Royal Greenwich a comunicat în fiecare oră prin intermediul telegrafului întregii țări.

Obsesia victoriană pentru ora exactă a fost nemaiauzită. Posibilitatea de a avea un ceas personal, fără a depinde de semnalele emise de clopotele bisericii, castele sau mănăstiri sau umbrele cadrelor solare, a fost și o noutate.

Dacă problema timpului din Anglia era importantă, era cu atât mai mult cu cât Statele Unite și Canada, unde trenurile ar putea parcurge sute de kilometri pe zi în direcția est-vest. Pe parcursul călătoriei s-au succedat diferite programe locale, care ar putea ajunge la 300 și pe care unele companii feroviare, cu scopul de a le simplifica, le-au distribuit în 100 de fusuri orare.

Acest sistem haotic a motivat acest lucru, în 1883, Statele Unite stabilesc pe teritoriul lor o diviziune inițială în patru fusuri orare determinate de meridianele 75, 90, 105 și 120, luând Greenwich ca meridian 0. Cu aceasta au anticipat decizia internațională cu un an.

Ceasuri și măsurători standard la Royal Greenwich Observatory.

Alvesgaspar/CC BY SA-3.0

Meridianul principal

În 1884 a avut loc la Washington Conferința internațională a meridianului, cu reprezentanți din 25 de țări. În el sși a stabilit oficial că Greenwich era locul „primului meridian”, adică longitudinea zero a planetei. Adevărul este că, chiar și atunci, acest meridian a apărut pe hărțile nautice ale a două treimi din navele care au navigat pe mările lumii. Cealaltă treime a folosit alte orașe ca referință (Cádiz, în cazul spaniolilor, deși în alte timpuri s-au folosit și Tenerife, El Hierro și Cartagena).

Planeta a fost împărțită în 24 de fusuri orare, cu o separare de 15 ° una de cealaltă, iar limita între 24 și 0 ore a fost stabilită în vecinătatea meridianului de 180 °, pe partea opusă de Greenwich. Aceasta a fost baza sistemului UT (Timpul universal), bazat pe GMT (Greenwich înseamnă timpul), marcând astfel observatorul acestui oraș, timpul oficial al lumii.