Текст книги "Вчера, сегодня, завтра"

Автор книги: Михаил Ивановский

сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 15 страниц)

Линия смены дат

Посреди Берингова пролива между мысом Дежнева и мысом принца Уэльского на Аляске пролегает линия смены дат или граница суток. Для нас, жителей Советского Союза, на восток от этой линии всегда находится «вчера», а на запад всегда – «сегодня». Только ровно в полночь на одно мгновение на всей земле бывают одни сутки, но это мгновение исчезает, и наступает другой день.

Граница дат начинается у Северного полюса, проходит по Берингову проливу, огибая Чукотку, следует на юг и оканчивается у Южного полюса. Она нарочно проложена по наиболее безлюдным местам Тихого океана. Она обходит острова, чтобы никому из жителей суши не доставлять неприятностей. Ведь жить на границе суток не совсем удобно – в одном доме будет «сегодня», а в другом уже «завтра», как это было, когда русские казаки встречались с английскими колонистами.

Советские люди, живущие на Чукотке, самыми первыми на всей земле встречают сияние наступающего дня. Они первыми поднимают бокалы в честь Нового года.

А жителям Аляски по ту сторону Берингова пролива приходится ждать целые сутки, пока Новый год доберется до них.

В таком же положении находятся жители островов Фиджи и Самоа.

Для кораблей и самолетов, которые пересекают линию дат, установлены особые правила, чтобы с ними не повторялась история, в которую попали моряки Магеллана.

Если корабль плывет через Тихий океан из Америки в СССР, то капитан срывает с календаря сразу два листка и в записях в журнале пропускает одно число.

Тем, кто хочет дважды отпраздновать свой день рождения или второй раз встретить Новый год, стоит только переплыть Берингов пролив, чтобы их желание осуществилось.

Таким образом, путешествие во вчерашний день не представляет ничего удивительного или невозможного, – для этого достаточно пересечь границу суток.

Восемь похищенных ночей

Теперь уже никого не тревожат вопросы, где и когда начинаются сутки. После установления линии смены дат и перенесения начала суток на полночь это стало ясно. Но перед современными учеными стояла еще одна задача, не решенная до конца древними астрономами, – установить, когда начинается день и кончается ночь.

На такой с виду безобидный вопрос получился несколько странный ответ: день начинается раньше, чем окончится ночь. И этот ответ весьма близок к истине.

Один чудак, не зная, чем себя занять, стал подсчитывать – что длиннее: день или ночь. Продолжительность дня и ночи на каждые сутки указана в больших настольных календарях. Складывая эти цифры, можно узнать, сколько часов и минут длятся в году все дни, вместе взятые, и все ночи. Полученный результат изрядно удивил чудака.

Казалось бы, сумма дней должна быть равна сумме ночей. Если летом дни длинные, то зато зимой они короткие. Земной шар поочередно подставляет солнечным лучам то восточное, то западное полушарие, и обе половины суток – светлая и темная – должны быть равны.

В календарном году 365 суток, или 8760 часов. Очевидно, на долю светлого времени суток должна достаться половина этого количества, или 4380 часов.

Однако если кто-нибудь вздумает повторить подсчеты чудака, он получит совсем иные цифры. Продолжительность всего светлого времени, например, в течение 1949 года в Москве составила около 4483 часов. На долю же всех ночей осталось только 4277 часов.

206 часов разницы! Сумма дневных часов за год оказывается гораздо больше суммы ночных! Разница составляет восемь суток с лишком!

Значит, если в Москве дни длиннее ночи, то на противоположной стороне земного шара они должны быть короче? Жители Калифорнии или Австралии имеют ночей больше, чем дней? Нет, представьте себе, что и в западном и в южном полушариях сумма дней больше суммы ночей.

Тут есть над чем призадуматься. На земном шаре, очевидно, происходит совершенно таинственное исчезновение ночей, которые каким-то образом превращаются в дни, и Солнце, очевидно, поднимается из-за горизонта раньше положенного.

Как это ни странно, но это так. Солнце действительно каждый день встает до срока. Убедиться в такой диковинке можно, заглянув в календарь. Посмотрите, какова продолжительность дня и ночи во время равноденствий. 21 марта 1949 года день длился 12 часов и 13 минут, а 23 сентября – 12 часов и 17 минут. Вот так равноденствие! День совсем не равен ночи, а почти на четверть часа длиннее ее.

Причин удивительного неравенства – две. Одна из них состоит в том, что астрономы считают началом дня тот момент, когда из-за горизонта появляется верхний край солнечного диска, а концом дня – полное исчезновение всего солнечного диска, то есть, вычисляя для календарей продолжительность дня, астрономы ведут расчет не по центру солнечного диска, а по его верхнему краю. Когда центр солнечного диска опускается за горизонт, день нельзя считать окончившимся, так как еще светит Солнце. Поэтому даже в равноденствие, например у нас, в средней полосе Европы (а на экваторе всегда), день будет длиннее ночи на тот промежуток времени, какой требуется солнечному диску, чтобы скрыться за горизонтом целиком.

Видимый поперечник Солнца в среднем равен 32 угловым минутам и 4 угловым секундам. Расстояние, равное своему видимому поперечнику, Солнце в своем движении по небосводу проходит за 2 минуты и 8 секунд.

Жители экваториальных стран благодаря этому выгадывают ежедневно по 2 минуты и 8 секунд светлого времени. Мы, жители умеренного пояса, выгадываем на этом примерно вдвое больше, потому что Солнце у нас поднимается из-за горизонта не прямо вверх, а под некоторым углом.

Второй виновник неравенства дня и ночи – наш воздух, атмосфера, окутывающая земной шар.

Солнечные лучи, проходя из безвоздушного пространства в более плотную среду, то есть в атмосферу, отклоняются от прямого пути, искривляются или, как правильнее говорят, – преломляются.

Это оптическое явление – преломление световых лучей в атмосфере – носит название рефракции. Оно сильнее всего сказывается, когда небесные светила – солнце, луна и звезды – находятся невысоко над горизонтом; световым лучам приходится тогда проделывать большой путь в атмосфере, и они сильнее преломляются.

Рефракция.

Когда светило стоит на небе высоко, рефракция ничтожна.

Рефракция сильно искажает форму Солнца при восходе, и оно кажется сплющенным, потому что нижний край Солнца она повышает сильнее, чем верхний. Кроме того, рефракция как бы приподнимает все светила. Она позволяет нам видеть восходящее Солнце, когда в действительности оно находится еще под горизонтом. Мы никогда не можем наблюдать истинного восхода Солнца, а только мираж, созданный рефракцией. Истинный восход Солнца всегда наступает через несколько минут после кажущегося.

То же самое происходит и вечером. Рефракция задерживает заход Солнца на несколько минут, и мы видим Солнце над горизонтом, когда оно в действительности уже закатилось.

Рефракция каждый день похищает у ночи в нашу пользу несколько минут утром и столько же вечером. Она удлиняет дни и укорачивает ночи.

В Ленинграде, например, 22 декабря день длится всего лишь 5 часов и 53 минуты. Это самый короткий день в году для всех живущих на широте Ленинграда. Но если бы не существовало рефракции, он был бы еще короче и длился бы только 5 часов и 31 минуту. Рефракция дарит ленинградцам 22 минуты светлого времени.

В календарях указано время восхода и захода верхнего края Солнца, но не истинное, а наблюденное, то есть уже измененное рефракцией. Вот поэтому в дни равноденствий ночь короче дня и сумма дневных часов за весь год оказывается больше суммы ночных часов.

Если читатель когда-либо внимательно просматривал листки настольного календаря, то он, вероятно, замечал еще некоторые странности, способные поставить человека в тупик. Например, вечер почему-то оказывается длиннее утра.

Изобретение воображаемого солнца

Что такое полдень, безусловно ясно и понятно каждому. В полдень Солнце стоит выше всего над горизонтом. Тень от вертикального шеста ложится по меридиану, и тени от всех предметов в полдень бывают самые короткие. Солнечный полдень – это середина дня, то есть тот момент, который делит день на половины – утреннюю и вечернюю. Половины обязательно должны быть равны между собой, иначе их нельзя называть половинами, а полдень – полднем.

Проверим, как обстоит дело в действительности. Вот настольный календарь на 1949 год. В нем указано время восхода и захода Солнца на каждый день. Посмотрим листок 3 ноября. Там сказано, что в Москве в этот день Солнце восходит в 7 часов 38 минут, а заходит в 16 часов 48 минут.

Следовательно, 3 ноября от восхода Солнца до полудня, то есть до 12 часов, прошло 4 часа 21 минута, а от полудня до захода Солнца – 4 часа 47 минут. Разница составила 26 минут! Почти на полчаса вечер оказался длиннее утра! Вот так половины! Вот так полдень!

Весной случается то же самое, но только вечер оказывается длиннее утра не на 26 минут, а почти на полтора часа.

В чем же дело? Конечно, это не ошибка в вычислениях и не опечатка в календаре. Рефракция здесь так же ни при чем, так как она в одинаковой мере удлиняет и утро и вечер. Это результат тех усовершенствований в счете времени, которые были сделаны для удобства в нашей жизни.

Часы – механизм довольно точный. Они стараются отсчитывать секунды как можно равномернее и добросовестнее. Солнце же движется по небу не вполне равномерно.

Греческие астрономы, которые пользовались только солнечными часами и всячески старались их усовершенствовать, сделали одно весьма важное открытие, изрядно их же удивившее. Они убедились, что Солнце в своем годичном движении вовсе не так аккуратно, как это казалось им раньше. Оно в течение года все время изменяет скорость своего движения среди созвездий Зодиака.

Зимой Солнце торопится и быстрее переходит от одного знака Зодиака в другой; летом оно становится медлительным и дольше гостит в каждом из летних зодиакальных созвездий. К осени оно снова ускоряет свой бег.

Еще древние ученые подсчитали, что теплая часть года, то есть время от весеннего равноденствия – 21 марта– до осеннего равноденствия – 23 сентября – длится 186 суток, а на долю зимы с осенью остается 179 суток. Год оказывается разделенным на две неравные половины, и разница составляет семь дней.

Загадочная особенность Солнца два тысячелетия смущала астрономов. Они не находили удовлетворительного объяснения замеченной неравномерности его годичного движения и высказывали самые различные предположения.

Настоящее научное объяснение этой небесной загадке дали два великих астронома прежних веков – Николай Коперник и Иоганн Кеплер.

Земной шар вращается вокруг оси. Он подставляет солнечным лучам то восточное, то западное полушарие. Вращение Земли создает смену дня и ночи..

Земная ось не вертикальна, она наклонена к плоскости земной орбиты, как наклонен к бумаге карандаш, когда мы им пишем. Наклон земной оси равен 66 1/2 градусам, и этот наклон всегда – зимой и летом – остается одинаковым. Северный конец земной оси неизменно направлен на определенную точку северного неба. Эта точка в настоящее время постепенно приближается к Полярной звезде. В 2100 году она подойдет к Полярной звезде на кратчайшее расстояние, а затем начнет удаляться от нее.

Совершая путь вокруг Солнца, Земля одно полугодие подставляет солнечным лучам северное полушарие – тогда у нас бывает лето, а на Северном полюсе царит шестимесячный полярный день.

В южном же полушарии в это же время трещат морозы, а на Южном полюсе стоит сплошная полярная ночь.

Во второе полугодие времена года меняются местами. Земной шар подставляет солнечным лучам южное полушарие. В Австралии, Новой Зеландии, в Южной Америке и на юге Африки наступает лето, а в Европе и Северной Америке – зима. У нас, случается, под Новый год зима навалит сугробы, а в Австралии под Новый год ходят без пальто, покупают мороженое, – жарко!

Путь, который описывает Земля возле Солнца, не имеет формы круга. Орбита Земли – эллипс; она овальна, как буква «О».

Солнце находится не в центре эллипса, а в одном из его фокусов, то есть ближе к одной из вершин эллипса.

Скорость движения Земли по орбите не остается Зимой и летом одинаковой. Приближаясь к Солнцу, Земля ускоряет свой бег. Примерно 3–4 января земной шар находится на кратчайшем расстоянии от Солнца и мчится, пролетая свыше 30 километров в секунду.

В июне Земля уходит на самую дальнюю часть орбиты. Расстояние до Солнца увеличивается на 5 миллионов километров, а скорость движения падает примерно до 29 километров в секунду. Поэтому-то лето и весна длятся 186 суток, а зима с осенью – только 179 суток. Причина – различная скорость движения Земли по орбите зимой и летом.

Это, конечно, очень приятно нам, жителям северного полушария. Мы выгадываем семь с лишних теплых дней и, кроме того, имеем более теплую зиму, так как в декабре и январе Земля приближается к Солнцу и получает на 6 % тепла больше, чем в июне и июле[11]11
  Это преимущество, которым пользуются в настоящее время жители северного полушария, не является вечным. Начиная с 1250 года, равноденствие наступает все в более ранние сроки, и мы постепенно утрачиваем свое привилегированное положение. Через 12 тысяч лет, когда Полярной звездой станет Вега, жители южного полушария будут иметь более длинное лето и более теплую зиму.


[Закрыть].

Неравномерность движения Солнца доставляла изрядное затруднение и древнегреческим строителям солнечных и водяных часов, и особенно часовщикам XVIII и XIX веков. К этому времени были изобретены часы с маятником, отличавшиеся вполне хорошим ходом. На циферблате появились минутная и секундная стрелки. Развитие хозяйственной жизни научило людей ценить минуты и даже секунды.

Часы становились предметом первой необходимости, и благодаря техническому совершенству они стали показывать время гораздо точнее, чем Солнце. Поэтому их приходилось все время подправлять, чтобы они шли хуже, но зато «в ногу» с Солнцем.

Понятно, что все владельцы часов и часовые мастера восставали против такого порядка; они были недовольны тем, что приходилось придерживаться солнечного времени. Во всей общественной жизни из-за этого чувствовались неудобства.

Начался настоящий бунт часовщиков против Солнца, который окончился их полной победой.

Было решено не подравнивать ход часов по видимому движению Солнца по небосводу, а вести счет по особому, среднесуточному времени.

Постепенно это полезное и совершенно необходимое нововведение было принято повсеместно. Теперь наши часы идут не в соответствии с видимым Солнцем, а по так называемому «среднему Солнцу». Это воображаемое светило движется по небу совершенно равномерно; оно не торопится зимой, не медлит летом и поэтому может служить образцом для всех часов на Земле. Время же, которое показывают солнечные часы, называется «истинным временем».

Такой порядок удобен всем, а то, что полдень перестал совпадать с солнечным полднем, так этого никто не замечает.

Четыре раза в году – 15 апреля, 14 июня, 1 сентября и 24 декабря – солнечное время совпадает со средним, а потом расхождение между ними увеличивается. Два раза в году – 12 февраля и 3 ноября – разница между средним и солнечным временем достигает наибольшей величины.

12 февраля Солнце отстает от своего воображаемого собрата на 14 1/2 минут, а 3 ноября оно опережает его на 16 1/2 минут. Разница между истинным и средним временем называется «уравнением времени».

Экономия электрической энергии

Самое последнее изменение в счете времени было узаконено в Советском Союзе в 1930 году. По постановлению Совета Народных Комиссаров часовая стрелка на всех часах на территории СССР была переведена на один час вперед.

До 1930 года часовую стрелку переводили в начале лета иногда на час, иногда даже на два часа. Осенью ее возвращали на прежнее место или оставляли переведенной несколько лет подряд. А потом решили перевести ее «впредь до особого распоряжения».

Перевод часовой стрелки на один час вперед кажется с виду незначительной мерой, но она дает очень большую экономию в расходах на освещение.

Мы теперь просыпаемся, встаем, идем в школу или на работу на один час раньше; так же раньше мы кончаем работу, ложимся спать и тушим свет.

Перевод стрелки заставил нас лучше использовать светлое время суток и по вечерам меньше расходовать электрической энергии.

В Ленинграде, например, 12 тысяч уличных фонарей по 200 ватт каждый. В квартирах, учреждениях и магазинах свыше двух миллионов лампочек самой различной силы света.

Сократить вечернее освещение на один час, – значит сберечь только по одному Ленинграду 150 тысяч киловатт-часов. А сколько же по всему Советскому Союзу?

Эту экономию дает такое несложное, с виду незначительное дело, как перевод стрелки на один час вперед.

Главное – единообразие

Попробуем же подытожить все изменения и усовершенствования, какие были введены в наш счет времени, для того, чтобы он как можно лучше обслуживал общественную и хозяйственную жизнь нашей страны.

В какое время у нас теперь наступает истинный полдень? То есть, в котором часу Солнце проходит меридиан?

С введением поясного времени стрелки часов в Москве были переведены на 30 минут и 17 секунд назад.

Затем для экономии электроэнергии стрелки часов были переведены на 1 час вперед. Таким образом, все часы на меридиане Москвы идут вперед против среднего солнечного времени на 29 минут 43 секунды.

Если учесть еще уравнение времени, то 12 февраля московские часы будут впереди солнечных на 44 минуты и 13 секунд.

Следовательно, истинный полдень на меридиане Москвы 12 февраля наступает в 12 часов 44 минуты и 13 секунд. И если судить по нашим часам, то утренняя половина дня получается на 1 час 28 минут 26 секунд короче вечерней.

3 ноября расхождение между часами и солнечным временем составит 13 минут и 13 секунд[12]12
  Чтобы высчитать, когда наступает истинный полдень в остальные дни года, надо воспользоваться уравнением времени.


[Закрыть].

Следовательно, показания наших часов не вполне соответствуют тому времени, которое определяют ученые, наблюдая движение небесных светил. Стрелки сходятся на цифре 12 иногда раньше, а иногда позже, чем наступает истинный солнечный полдень, но это никого не смущает. Никаких неудобств от этого мы не испытываем, и расхождения для нас совершенно незаметны.

Главное, что важно в современном счете времени, – это полное единообразие; часы могут идти немного «неверно», но лишь бы у всех одинаково – минута в минуту. Бывают случаи, когда люди нарочно изменяют счет часов, но это не создает путаницы.

Например, успех каждой боевой операции зависит от согласованности действий войсковых соединений и родов оружия. В бою каждый должен знать, что и когда он обязан делать. Для этого в штабе заблаговременно составляют план предстоящей операции. В плане по минутам расписывают, когда открывает огонь артиллерия, когда в бой вступает авиация, когда на противника обрушиваются танки и поднимается пехота.

Этот план обязаны знать все, но если его все будут знать, он легко может стать известным противнику. Тогда он сумеет подготовиться и отразить наступление!

Чтобы сохранить секретность плана, применяется некоторая хитрость. В плане операции не указывают срока начала операции, а помечают его буквой «Ч» – «че», то есть час, момент подачи сигнала. Всем командирам сообщают, что они обязаны делать через 10 минут после «че», через 40 минут, через час после «че» и так далее.

Когда наступит это «че», никто, кроме командующего, не знает, – ночью или днем, сегодня или завтра или через неделю, – неизвестно, но это никого не беспокоит. Понтонер помнит, что через 15 минут после «че» он начинает наводить мост, а через 50 минут после «че» мост должен быть готов.

Это «че» становится для каждого началом счета времени, оно может наступить в любую минуту суток и заменить собой обычный счет часов от полуночи.

Особенно интересно то, что при счете времени от «че» часы у всех могут идти как угодно неправильно, все будет делаться вовремя.

Однако «че» применяется сравнительно редко. В обычных приказах счет времени ведется как обычно – от полуночи. И если приказано выступить в 6.00, то это значит, что выступать надо именно в 6.00 – не раньше и не позже. Но по каким часам выступать? Ведь в боевой обстановке проверять часы по радио нет возможности. И от отсутствия поверки, казалось бы, все часы в армии должны идти вразброд. У одних будут спешить, у других отставать, у командира батальона одно время, у командиров рот – другое. Как быть?

Военным уставом такой случай предусмотрен: правильными считаются часы старшего начальника. Когда старший начальник указывает своим подчиненным задачу, он также сообщает им время по своим часам, и все ставят свои часы по часам начальника.

Никого не смущает возможная ошибка на несколько минут в ту или иную сторону – пусть часы немного отстают или спешат. Это неважно. В данном случае необходимо не строгое соответствие часов с часами какой-либо обсерватории, а только единообразие – чтоб у всех было одинаково.

Такое же единообразие в счете часов и минут поддерживают в нашей жизни специальные отделы астрономических обсерваторий, которые называются службами времени. Службы времени поддерживают равномерность хода всех часов в стране и, кроме того, строго следят, чтобы расхождение между механическими часами и великими часами природы – звездным небом – оставалось всегда постоянным.