La Soare, direct, nu te poți uita, dar la umbra sa, și încă cu
folos, . . . da! Încercăm să demonstrăm cele spuse și ne propunem
să răspundem la următoarele întrebări: De ce bolta cerească
se învârte cu 15 grade pe oră? De ce tabloul stelelor și
constelațiilor este mereu același? De ce Steaua Polară este fixă?
De ce nu vedem stelele ziua? De ce nu vedem Soarele noaptea? De ce
săptămâna are 7 zile? De ce anul are 12 luni? De ce anul are 365 de
zile? De ce căpitanii de corăbii din evul mediu erau chiori? De ce
longitudinea începe a fi socotită de la Greenwich? De ce se trece
la orarul de vară?
Evoluția noțiunii de timp s-a făcut în cazul navigației și
cartografiei în mod întrucâtva diferit, față de cea petrecută în
cazul calendarelor. Dar și în acest caz, totul s-a petrecut plecând
tot de la necesitățile umane de supraviețuire și de adâncire a
cunoașterii în folosul oamenilor. S-a început cu gnomonul.
. . . Ceasul Solar
(constatarea deplasării umbrei soarelui lăsată de un băţ înfipt
vertical în pământ), Ceasul cu Nisip (clepsidra) şi Ceasul cu
Apă. Erau folosite de asemenea candele care marcau timpul
în funcţie de consumarea unei cantităţi anume de ulei, în
funcţie de utilizarea urmărită. Mărirea semnificativă a
preciziei marcării timpului a fost dată de apariţia ceasurilor cu
pendul vertical sau cu arc în spirală, care au apărut relativ
mai târziu. Cele mai precise ceasuri din zilele noastre sunt
ceasurile atomice. Acestea folosesc frecvenţa de tranziţie a
electronilor din atom - care se măsoară în
domeniul microundelor - ca frecvenţă standard, pentru
păstrarea ritmului timpului şi care atinge o precizie de
până la 10 miliardimi de secundă în 24 de ore. Ceasurile
atomice constituie baza de timp necesară actualmente în toate
serviciile de transmisii radio, televiziune, GPS şi zboruri
extraterestre. (A se vedea și articolul De la
calendare, la orologii și până la . . . Genom și
Big-Bang!)
Orientarea pe mare, necesită atât folosirea măsurătorilor
pozițiilor obiectelor cerești cât și stăpânirea măsurării cu
precizie a timpului.
Orientarea
Marea Piramidă de la Gizeh, din Egipt, este orientată pe
direcția sud cu o precizie de necrezut, de 3,4 minute de arc. Se
presupune că această piramidă a fost construită cu 4500 de ani în
urmă. Sfinxul are fața orientată către direcția Soarelui la
solstițiu. Dar de ce la Gizeh sunt trei piramide vom vorbi într-un
articol viitor.
Multe din textele de pe plăcuțele de lut de la Ninive, arată
importanța acordată astronomiei de către sumerieni (4000 î.Hr.),
mai ales mișcării aparente a Soarelui, pe bolta cerească. Ei numeau
minunile cerului de noapte drept "Turma strălucitoare" (Taurul,
Gemenii, Cancerul, Leul, Fecioara, Balanța, Scorpionul,
Săgetătorul, Capricornul, Vărsător, Peștii și Berbecul). Au luat în
seamă revenirea strălucirii Soarelui la aceiași valoare după 365 de
zile. Tot ei au introdus împărțirea acestei durate, a anului, în 12
luni, corespunzător numărului de revoluții ale Lunii în jurul
Pământului în același interval de timp, împărțirea lunii de 28 de
zile în 4 săptămâni de 7 zile, conform celor patru faze ale Lunii,
ziua de 24 de ore și sistemul sexagesimal. Știau să calculeze
eclipsele (a se vedea și articolul De la calendare, la orologii și până
la . . . Genom și Big-Bang!)
Stonehenge drept un mare observator de astronomie preistoric.
Amplasările stâncilor au fost făcute succesiv între 8000 și 1600
î.Hr.
Calendarul dacic, de la Sarmisegetusa. 101 stâlpi și 13 lespezi.
Un stâlp o zi, o lespede o săptămână sau un an. Numărătoarea poate
începe de la orice lespede. Un an se realizează din 3 rotații
complete și din încă 8 săptămâni, în sensul invers acelor
unui ceasornic (sensul trigonometric). Marea precizie a
calendarului dacic ca și multitudinea aplicaților sale arată o
vechime de intrare în folosință a lui foarte mare.
Navigația pe vremea Fenicienilor
1550-300 î.Hr. O cultură de comerț maritim. Navigau mai ales
de-a lungul coastelor și pe vreme fără vânt. Noaptea era folosită
Steaua Feniciană din constelația Phoenike (Steaua Polară din
constelația Carul mic). Se pare că au înconjurat și Africa la 600
î.Hr.
Găsirea Stelei Polare pe cer este
ușoară.
Odată găsit Carul Mare, se pleacă
de la oiștea din spate cu încă de cinci ori mărimea acesteia, pe
direcția sa, în sus.
Se găsește astfel Steaua Polară și
totodată și Carul Mic.
Navigația pe vremea grecilor și romanilor
Primii navigatori nu scăpau din vedere uscatul. Se foloseau
navigatori care cunoșteau foarte bine regiunea, care se bazau pe
multele treceri anterioare prin același loc: recunoașterea de
stânci, sondaje cu pietre legate de frânghii pentru a ocoli
adâncimile prea mici la apropierea uscatului, urmărirea direcției
de mișcare a norilor, recunoașterea curenților marini, folosirea
vânturilor atât pentru mers cât și pentru recunoașterea regiunii
unde acestea acționează. Când malul nu se mai vedea, ghidarea se
făcea după Soare ziua și după stele noaptea. Filozoful Tales din
Milet povestește că navigatorii ionieni erau instruiți să
recunoască constelația Carul Mic încă la 600 de ani î.Hr.
Ptolemy a creat primul atlas al lumii, care avea marcat
longitudini și latitudini pe cele 27 de hărți ale sale, aceasta
încă din secolul II d.Hr. Erau descrise rute chiar până în India,
prin ocolirea Africii. Din secolul X, hărțile italienilor descriau
rute comerciale, coaste și porturi, totul trecut la scară și cu
orientări. În anul 1200 se menționează folosirea pentru prima dată
a busolei, pe vreme de ceață. Marinarii însă se opuneau folosirii
busolei, crezând că funcționarea ei se baza pe magie neagră.
Folosirea gnomonului, permitea stabilirea latitudinii prin
măsurarea lungimii umbrei aruncată de Soare pe un disc care plutea
într-un vas cu apă. În evul mediu astrolabul a devenit instrumentul
de bază, iar după inventarea lunetei, sextantul.
Navigația pe vremea chinezilor
Se pare că, în urmă cu 7000 de ani strămoșii chinezilor erau
deja capabili să navigheze cu mijloace de plutire primitive, canoe,
plute, și posedau de asemenea cunoștințe aproximative de navigație,
care alături de acelea din țările Mării Mediterane, concură la
cultura maritimă mondială.
Primele mărturii vin dinainte de dinastiile Qin și Han (250
î.Hr.), când se cunoștea deja folosirea stelei polare. Busola
magnetică a fost folosită încă mai înainte. Si Nan sau Indicatorul
Sudului era confecționat din două părți: o lingură cu coadă, cu
însușiri magnetice așezată pe un platan. Coada lingurii se îndrepta
întotdeauna către sud, iar rotunjimea lingurii, în partea de jos,
care era foarte netedă, constituia centrul de greutate. Platanul
era făcut din bronz și avea o parte centrală rotundă cu riduri
fine. Imediat ce lingura era pusă pe platan ea începea să se
rotească și ajungea la poziția corespunzătoare polului
magnetic.
Ulterior, în jurul anilor 1000, când se cunoștea deja
magnetizarea artificială, a apărut Peștele Care Indica Sudul. O
formă ca un pește, din material magnetizat care plutea într-un vas
cu apă. Apoi, în timpul dinastiei Ming, după 1100, a apărut în
sfârșit Busola Marină. Ziua se măsura poziția Soarelui, noaptea
poziția stelelor iar pe timp înnourat se folosea busola. Deci, iată
o posibilitate de a determina nordul magnetic al sferei
geomagnetice. Acestea au fost precursoarele girobusolei și Astro
busolei.
Navigația pe vremea vikingilor
Vikingii foloseau poziția Soarelui (la înălțime maximă acesta
indică sudul), a stelelor (mai ales Steaua Polară, atât pentru
menținerea direcției cât și pentru recunoașterea înălțimii ei
pentru a o compara cu cea măsurată acasă, în vederea găsirii
drumului de întoarcere) și de asemenea experiența de drum a
navigatorilor pe ruta respectivă.
Poziția planului traiectoriei
aparente a Soarelui, la echinoxul de primăvară sau toamnă (planul
galben), este determinată de latitudinea locului (45 de grade în
cazul de față). La solstițiul de vară, Soarele răsare mai devreme,
se ridică cel mai sus la amiază, ajungând la 45 + 23,5. Și pentru
că ne trezim mai devreme, între primăvară și toamnă, modificăm
ceasurile și trecem la orarul de vară. La solstițiul de iarnă
Soarele se ridică cel mai puțin, ajungând la amiază la 45 - 23,5.
Deci, folosim in calculul înălțimii Soarelui, înclinarea axei de
rotație a planetei, 23,5.
Existența vântului pe anumite porțiuni de drum și în anumite
momente ale anului, îi putea devia pe navigatori de la drum.
Navigatorii vikingi urmăreau formele de ghețari recunoscute,
prezența anumitor păsări care indicau apropierea unor insule
cunoscute sau eliberau păsări, când acestea deveneau neliniștite
simțind apropierea uscatului și navigau urmărind direcția de zbor a
acestora. Să nu uităm că, Sudul Norvegiei, sudul Islandei, sudul
Groenlandei și Newfoundland din estul Canadei se găsesc pe aceeași
paralelă. Pentru o astfel de rută foloseau Cercul cu Găuri
pentru calculul latitudinii prin măsurarea poziției Soarelui și
Cadranul Solar pentru determinarea înălțimii Soarelui la
amiază. Astfel, se căuta menținerea cursului navei la aceeași
latitudine și Semi-Cercul când uscatul nu se mai vedea. Au navigat
pe drumuri cu vânturi puternice și vizibilitate scăzută, între 700
și 1100 d.Hr., chiar înainte de venirea busolei din China. Au
folosit se pare și un cristal de cordierite, numit de ei Piatra
Soarelui, care își schimba culoarea și indica direcția Soarelui
chiar când cerul era înnourat. Acest cristal, care se găsește în
sudul Norvegiei, are proprietăți de birefringență în prezența
luminii polarizate a cerului de zi.
Orientarea în pustiu
Modul în care un ghid beduin găsește în cursul nopții calea prin
deșert este o sursă de surprindere pentru neinițiați. Într-o
regiune care nu furnizează nici-o indicație asupra peisajului,
orientarea ghidului depinde exclusiv de stele. Dacă folosim de
regulă o direcție de mers spre sud vest, în majoritatea timpului de
mers din timpul nopții, Steaua Polară va rămâne în spatele
ghidului. Dacă va privi peste umăr, fața lui va fi îndreptată către
Steaua Polară, aflată în spatele urechii din dreapta, revenind cu
fața pe direcția de mers aceasta înseamnă că privirea lui se va
afla îndreptată către o stea situată spre sud, situată pe acea
linie de vedere. El ar putea astfel, probabil, să mărșăluiască,
pentru măcar cinci minute, cu ochii lui fixați pe această stea.
Apoi urmează să privească din nou la Steaua Polară, pentru că,
desigur, steaua vedetă, de la sud, progresează în mod constant
către vest. Atunci, în continuare, se poate selecta o nouă stea,
aflată pe direcția sud, pentru orientare, și drumul poate
continua.
Navigația modernă
În vremea lui Columb apar încercările de folosire mai intensă a
navigației cerești, de folosire pe distanțe mai mari de navigație,
a Soarelui, a Lunii și a stelelor, pentru calculul latitudinii.
Aceste lucruri au fost făcute și mai înainte în timp, dar cu
precizie mai mică, deci valabile pentru distanțe mai mici. Când
Soarele se află la cea mai mare înălțime în timpul zilei, adică la
momentul când el se află spre sud, noi putem calcula latitudinea
locului. La fel, se poate folosi o stea pe timpul nopții, alta
decât Steaua Polară, când ea ajunge la înălțime maximă,adică atunci
când ajunge pe direcția sud. Tot din aceste date, ne dăm seama când
ne aflăm la momentul amiezii sau la momentul miezului nopții.
Determinarea latitudinii
locului:
- Dacă se folosește Steaua Polară:
Înălțimea Stelei Polare este egală cu latitudinea locului.
- Dacă se folosește Soarele:
Înălțimea Soarelui la amiază este egală cu 90 - 45 + 23,5 = 68,5 pe
21 iunie (la solstițiul de vară) și cu
90 - 45 + 23,5 = 21,5 pe 21
decembrie (la solstițiul de iarnă).
(23,5 este înclinația axei de
rotație a Pământului față de axa eclipticei iar 45 este latitudinea
locului)
Umberto Eco ne învață cum să ne orientăm.
Mult Râvnita Știință a
Longitudinilor. . . "Domnilor, în ocean - unde, chiar când
întâlnim un uscat, nu știm care este, și dacă mergem spre un
pământ cunoscut trebuie să înaintăm zile și zile întregi în
largul apelor - navigatorul nu are alte puncte de reper decât
aștrii. Cu instrumentele, care de mult i-au făcut iluștrii pe
astronomii din antichitate, unui astru i se fixează înălțimea față
de orizont, din ea se deduce distanța față de Zenit și,
cunoscându-i unghiul de declinație, dat fiind că distanța zenitală,
plus sau minus declinația, dau latitudinea, se află dintr-o
dată pe care paralelă ne găsim, sau cât mai la nord sau cât
mai la sud de un punct cunoscut. Mi se pare clar."
Pentru calculul longitudinii trebuie să folosim și momentul
trecerii la meridian a corpurilor cerești, pentru că firmamentul
aștrilor se rotește aparent, din cauza rotației Pământului în
jurul
Soarelui, ca un ceas cu un cadran anual.
Dacă vom privi cerul înstelat, de
exemplu în luna august, vom vedea cu precădere, de la mijlocul
imaginii în jos: Crucea deasupra
capului, continuând cu Carul Mic
(și Steaua Polară) și mai jos Carul Mare, Leul și Hidra, în
apropierea orizontului.
Cu albastru este trecut locul Căii
Lactee. Centrul Căii Lactee se află în direcția constelației
Sagittarius.
Ca și în cadrul calendarelor, când mai marii lumii, pe o
perioada dată a domniei lor, marcau originea timpului folosind
momentul începerii domniei lor, tot așa și în perioada începerii
folosirii aștrilor pentru calculul longitudinii, aceștia vroiau să
marcheze originea timpului pe glob, de la meridianul care trecea pe
domeniul locuit de ei. Să-l urmăm încă odată pe Umberto Eco. Acesta
a citit foarte mult.
Așa cum va spune la sfârșitul
acestui secol, Coronelli, în Cartea Globurilor, primul
meridian îl puneau "Eratostene la Coloanele lui Hercule,
Martin din Tyr la Insulele Fericite, Ptolemeu în Geografia lui
a urmat aceeași opinie, dar în Cărțile lui de Astronomie l-a pus să
treacă prin Alexandria din Egipt. Dintre cei moderni, Ismael
Abulfeda îl înseamnă la Cadiz, Alfonso la Toledo, iar Pigafetta
și Herrera au făcut la fel. Copernic îl pune la Fruemburg;
Reinold la Monte Reale, sau Konisberg; Kepler la Uraniburg;
Longomontano la Kopenhagen; Lansbergius la Goes; Riccioli la
Bologna. Atlasele lui Iansonio și Blaeu la Monte Carlo. Pentru
a continua ordinea Geografiei mele am pus în acest
Glob Primul Meridian în partea cea mai occidentală a
Insulei Fierului și totodată ca să mă conformez Decretului lui
Ludovic al XIII-lea, care prin Consiliul de Geo din 1634 l-a
determinat tot într-acel loc."
Este important ca în calculul longitudinii unui punct de pe glob
să folosim un reper, o origine a cercului longitudinilor. Cercul
longitudinilor măsoară 360 de grade. Disputa în jurul acestui
moment zero al timpului continuă și în zilele noastre. De curând am
auzit la un post TV întrebarea 'legitimă'. "De ce trebuie să treacă
primul meridian al lumii pe la Greenwich?"
Lupta pentru supremație teritorială s-a purtat în tot timpul
istoriei iar în evul mediu s-a extins pentru stăpânirea bogățiilor
globului. Dezvoltarea navigației pe ocean a fost impusă și de
dezvoltarea sclaviei și a colonialismului la nivel mondial, la
momentul respectiv.
Primul ceas de buzunar, care se păstra de obicei, la vestă,
împreună cu un lanț de legătură, a apărut în secolul XVI. Ceasul de
mână a apărut abia după primul război mondial. Numerotarea orelor,
minutelor și secundelor a păstrat sistemul sexagesimal, folosit în
timpul civilizației babiloniene, în secolul XX î.Hr.
Putem să numărăm zilele trecute de la plecarea din port, ca să
știm în ce moment al anului ne aflăm. Și, dacă am reușit să
calculăm longitudinea locului, mai rămâne să folosim o clepsidră cu
nisip, care să ne ajute la aflarea timpului trecut de la miezul
nopții sau de la amiază, până la momentul măsurătorii. Dar degeaba,
tot nu știm unde am ajuns, căci nu știm cât am mers în ziua
respectivă, aceasta din cauza puterii și direcției vântului ca și a
acțiunii curenților marini. Singurul lucru pe care puteam să-l
facem în trecut, la pornirea peste Oceanul Atlantic, era acela ca,
din măsurătorile de latitudine, să ne asigurăm de exemplu, că
navigăm pe o aceiași paralelă, tot timpul. Apoi numărând zilele
puteam ști când ne apropiem de momentul solstițiului sau al
echinoxului. Astfel, câteva lucruri aproximative puteam ști. Dar
pentru găsirea unui loc pe hartă nu era de ajuns. Puteam trece pe
lângă acest loc fără să-l vedem.
Determinarea longitudinii locului a luat însă
secole lungi de eforturi atât pentru navigatori cât și pentru
oamenii de știință. Longitudinea locului este importantă atât
pentru navigație cât și pentru lucrările de cartografie. Găsirea
locului unde s-a ajuns, în timpul călătoriei pe mare, necesită atât
stabilirea coordonatelor locului respectiv cât și o hartă bună, cu
aceste coordonate trecute pe ea, alături de precizarea tuturor
aspectele reliefului. Multe dezastre navale și naufragii s-au
datorat necunoașterii acestor lucruri de-a lungul istoriei.
Pentru orice măsurătoare de distanță trebuie stabilit de la
început de unde până unde vrem să măsurăm și cu ce unități de
măsură. Adică de la punctul inițial, originea, sau punctul de
plecare și până la punctul final, punctul de stație sau punctul
unde am ajuns. Dacă măsurătoarea distanței se face pe uscat, pe
continent sau pe locul din jurul casei unde locuim, folosim metrul
și kilometrul. Dacă măsurătoarea se face pe mare, unde nu putem să
folosim un cablu sau o ruletă, pentru că nu avem unde să le
așternem sau întinde, încercăm să folosim o altă unitate de măsură
numită grad sexagesimal. Un traseu de latitudine circulară sau o
paralelă la ecuatorul terestru este împărțit în 360 de grade.
Aceste grade sunt unități de longitudine. Oricărui astfel de
cerc trebuie să-i atribuim o origine. Orice măsurătoare se va
face deci, de la originea cercului și până la punctul care ne
interesează. Și, pentru că, Pământul face o rotație completă în
jurul axei sale în 24 de ore, atunci la fiecare avans de 15 grade
în longitudine vom avea un avans în timp de o oră. De aceea,
originea cercului va marca și originea timpului. Toate aceste
marcaje, în grade de longitudine, sunt trecute și pe hartă. Așa că
aflarea longitudinii locului unde ne aflăm înseamnă nemijlocit
găsirea locului pe hartă dar și ora locului în care ne aflăm.
Ceasul locuitorilor Pământului este constituit de mișcarea
aparentă a bolții cerești. Rotația Pământului în jurul axei sale
determină rotația aparentă a bolții cerești în 24 de ore. Singurul
punct relativ imobil este Steaua Polară, pentru că axa de rotație a
Pământului se află pe direcția acestei stele. Dacă am alege un plan
vertical, orientat nord sud, numit de astronomi planul meridian al
locului, am putea observa în timpul nopții cum bolta cu stele are o
rotație aparentă, față de acest plan, de la stânga spre dreapta, cu
15 grade pe oră.
Cu ochiul liber, această deplasare este mai greu de remarcat.
Dar dacă privim o stea de pe cerul înstelat, printr-un instrument
optic nemișcat, așezat pe un trepied, am vedea că această stea se
deplasează și după un timp dispare din câmpul obiectivului.
Aceeași rotație, a bolții cu stele, se petrece și ziua, dar noi
nu o putem constata din cauză că prezența soarelui, sporind lumina
atmosferei, diminuează contrastul stelelor față de fondul luminos
al cerului în timpul zilei. Radioastronomia nu are astfel de
probleme, căci aceasta nu folosește spectrul vizibil ci spectrul
radio. Știm deja că, ochii noștri nu percep undele radio, deși
acestea sunt și ele unde electromagnetice. Pentru a menține în
vizor obiectul care trebuie studiat, un radiotelescop ziua sau
noaptea, ca și un telescop noaptea, dispunem de un sistem de
orologerie, care asigură rotația instrumentului, în jurul unei axe
paralele cu axa de rotație a Pământului, tot timpul lucrului.
Mișcarea aparentă a cerului cu
stele are loc cu 15 grade pe oră. Centrul tuturor acestor cercuri
este chiar Steaua Polară.
Steaua Polară rămâne fixă, pentru
că Pământul se învârte în jurul unei axe îndreptate către acest loc
al cerului.
Din cauza mișcării de revoluție a Pământului în jurul Soarelui,
fondul stelelor se mai rotește în plus, de asemenea aparent, tot cu
360 de grade, însă de această dată, în timp de un an. Așa că, dacă
vom folosi încă odată planul meridian al locului, vom constata că,
după o zi, dar la aceiași oră din zi, aceleași stele vor avea o
trecere mai devreme, la un interval de aproximativ un grad
diferență. Aceasta pentru că o rotație completă a Pământului în
jurul Soarelui, de 360 de grade se face în timp de un an, în 365 de
zile.
Abia în secolul III d.Hr., Hipparchus a considerat că
longitudinea trebuie stabilită prin raportarea timpului local la un
timp absolut. Aceasta însemna posibilitatea determinării precise a
timpului universal, cu alte cuvinte a longitudinii
locului.
Dacă un navigator cunoaște diferența de timp între două locuri,
situate de exemplu, pe aceeași paralelă, adică la aceeași
latitudine, el poate să cunoască diferența în grade de-a lungul
acestui cerc și deci poate determina locul pe hartă. S-au făcut
multe propuneri pentru măsurarea Timpului Universal (UT), sau a
Timpului Mijlociu Greenwich (GMT), sau cum se mai numește, a
timpului solar mijlociu.
Navigația precisă a constituit o problemă încă nerezolvată până
în anul 1750. S-au folosit de-lungul istoriei mai multe procedee
pentru calculul longitudinii:
calculul drumului parcurs (luând în considerație
și influența vântului și a devierii exercitate de către valuri și
curenții marini asupra vasului),
determinarea unui timp standard dat de observarea
mișcării corpurilor cerești (- metoda distanței Lunii propusă
de Johannes Wermer în 1514, - cronometrarea propusă de Gemma
Frisius în 1530, - metoda lui Galileo bazată pe observarea
deplasării sateliților lui Jupiter în 1612, - folosirea
conjuncțiilor și ocultațiilor Lunii cu stele mai strălucitoare,
propusă de Halley, în 1683, etc.), și
folosirea deviațiilor acului magnetic.
Și, în sfârșit, s-a ajuns la metoda modernă a calculului
timpului raportată la GMT.
Primele cronometre au apărut după invenția pendulului de către
Christian Huygens în 1656 și folosirea arcului spiral, în loc de
pendul, în 1675. Totuși acestea nu puteau suporta oscilațiile
navei, datorate acțiunii valurilor care influențau gravitațional
funcționarea ceasurilor și de asemenea modificau poziția de repaus
a instrumentului. În plus, lucrul tuturor componentelor metalice
era dependent de temperatură - se dilatau sau se contractau -
modificându-li-se forma și deci centrul de greutate. Pierre Le Roy
a inventat în 1748 cronometrele moderne bazate pe pendulul rotativ.
La acestea, în 1761 John Harrison a proiectat o spirală făcută
dintr-o bandă bimetalică care oscila ne mai depinzând de
temperatura mediului. Și, în sfârșit, în 1776, John Arnold a
patentat o formă elicoidală cilindrică care oscila
izocron.
Tehnologiile noi, bazate pe aceste invenții, erau așa de scumpe
la vremea respectivă încât nu toate navele puteau beneficia de ele.
Abia prin 1825 Royal Navy a început să furnizeze navelor sale,
noile cronometre de încredere. Păstrarea exactă a timpului era un
mijloc de a permite navigatorilor să determine longitudinea la care
se găsesc pe mare la un moment dat, între două măsurători cu
sextantul.
Sextantul constituie o evoluție firească a
multitudinii de instrumente folosite până la el, prilejuită de
inventarea instrumentelor optice, cu scopul măriri preciziei
determinărilor. Problema a rămas, în continuare, măsurarea mai
exactă a unghiului unui astru față de orizontul locului. Ziua se
folosea sextantul pentru a viza Soarele. Până la folosirea
instrumentelor optice și a filtrului pentru lumina solară,
cunoșteai căpitanii de vas după ochiul lipsă acoperit cu un petic
negru. Folosirea sextantului a dus la mărirea preciziei
măsurătorilor.
Cercul vertical al sextantului este
folosit pentru determinarea latitudinii locului.
Mai întâi luneta de vizare se potrivește cu centrul reticulului
pe linia orizontului. Apoi oglinda îndreptată către astrul ce
trebuie măsurat, atașată la limbul aflat în prelungirea acesteia,
este rotită până ce astrul urmărit este vizat. La capătul limbului
este atașat un micrometru cu vernier care permite citirea cu
precizie a unghiului de vizare al astrului.
Măsurarea unghiului vertical al astrului împreună cu citirea
simultană timpului sunt înscrise alături de numele astrului și
latitudinea la momentul observației. La determinarea unghiului de
vizare al astrului are importanță fiecare secundă de arc. O eroare
de numai 4 secunde de arc eroare, produce o eroare în distanță de
patru mile nautice. În evul mediu, acest calcul lua ceva timp și
din această cauză apărea o altă sursă de determinare eronată a
poziției vasului.
Erorile posibile, care cu greu se puteau diminua, erau legate și
de erorile de vizare, erorile de citire, de dificultatea păstrării
orizontalității sextantului (mai ales pe mare agitată și vânt
puternic), etc.
Sextantul mai modern are un cerc orizontal suplimentar, folosit
la calcul momentului trecerii astrului la meridian.
Timpul local, fusurile orare, timpul de vară și timpul
de iarnă
Pentru că în locul de viețuire al omului, trebuie ținut cont de
răsăritul Soarelui și pentru că acesta nu are loc la același moment
de timp pe tot Pământul, cele 360 de grade ale ecuatorului au fost
împărțite în 24 de zone, de câte 15 grade longitudine fiecare,
numite fuse orare, succesive, diferite în timp cu o oră. În acest
fel deșteptarea, activitatea zilnică, culcarea, pot fi legate de
mersul aparent al Soarelui, la orice longitudine. Așa s-a instituit
așa numitul timp local, sau timpul fusului.
Depinzând acum de înălțarea planului de mișcare al Soarelui de
la echinoxul de primăvară la și până la echinoxul de toamnă, a
apărut posibilitatea de a economisii energia pe durata unei
prezențe mai îndelungate a Soarelui pe cer, prin trecerea la orarul
de vară pe acest interval de timp. Adică ne putem scula mai
devreme. Pe timpul iernii se revine la orarul de iarnă.
GPS
Sistemul de Poziționare Globală (GPS) este bazat pe Sistemul de
Navigație Globală prin Satelit (GNSS). Acesta permite o localizare
precisă și o informare continuă asupra timpului pe orice vreme.
Poziționarea se poate obține la orice moment și oriunde, atât pe
Pământ cât și în apropierea Pământului, în condițiile în care
există o linie de vedere radio posibilă a unui receptor GPS și
sateliții sistemului. Și iată că omul a început 'să vadă' și undele
radio cu ajutorul unui receptor GPS.
GPS a început să fie gândit încă din anii '60 și realizat apoi
în 1973 de către Ministerul Apărării al Statelor Unite. La început
au fost necesari 24 de sateliți. A devenit operațional abia în
1994. De asemenea, rușii au creat și ei un sistem de poziționare
(GLONASS), care a devenit operațional în 2007, însă doar pentru
scopuri militare.
GPS a fost inițial propus pentru a se face un test de
relativitate generală, folosind ceasuri atomice precise amplasate
pe sateliții artificiali, pentru a corecta mersul acestor ceasuri.
Încă din 1957, odată cu lansarea primului Sputnik de către ruși s-a
descoperit că efectul Doppler modifică frecvența semnalului
original transmis de Sputnik, mai mare la apropiere și mai mică la
îndepărtare. De aici s-a ajuns, în paralel, chiar să se localizeze
satelitul folosind distorsiunea Doppler a frecvenței de
emisie.
Costul perfectării acestui sistem GPS a fost uriaș. Abia în
timpul cursei înarmărilor, în timpul Războiului Rece, s-a reușit să
se obțină această finanțare, necesară rachetelor balistice
intercontinentale lansabile de pe submarinele Statelor
Unite.
Fiecare receptor, folosit în scopuri civile, primește date
privind latitudinea și longitudinea locului în care se găsește, de
asemenea direcția și viteza de mers calculată datorită modificării
poziției. Pentru acest lucru sunt suficienți astăzi trei sateliți
și un al patrulea de control însoțit de un program de calcul
bazat pe triangulație sferică.
Bibliografie:
http://www.pbs.org/wgbh/nova/longitude/secrets.html
(Accesat pe 13 aprilie 2011)
http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_longitude#Problem_of_longitude
(Accesat pe 13 februarie 2011)
Umberto Eco, Insula din ziua de ieri, Pontica, 1995.
http://en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_SystemGlobal
Positioning System (Accesat pe 6 mai 2011
http://en.wikipedia.org/wiki/Star_chart (Accesat pe 20
aprilie 2011)
http://www.dacii.go.ro/materiale/sarmizegetusa/index.htm
(Accesat pe 8 august 2011)
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Star_Trail_above_Beccles_-_geograph.org.uk_-_1855505.jpg
(Accesat pe 8 august 2011)