Forside Søgning Liste

Indtil omkring år 1500 var der intet nævneværdigt behov for nøjagtig tidsbestemmelse. Der var ingen køreplaner eller sejlplaner. Man benyttede Solens stilling i det daglige, kirkeklokken kaldte til gudstjeneste, og de ure, der var begyndt at dukke op i kirketårnene, havde ingen minutviser. Nogle steder gik vægteren rundt om natten og råbte timen, "Klokken er slagen otte".

Til søs havde man siden oldtiden været betænkelig ved at sejle uden landkending, fordi der var problemer med navigationen. Det var let at bestemme bredden, man kunne (på den nordlige halvkugle) bare kigge på Polarstjernen. Dens højde over horisonten er lig med breddegraden. Problemet var, at man ikke kunne bestemme længdegraden til søs. I løbet af 1500-tallet blev det mere og mere almindeligt at sejle over Atlanterhavet og de andre oceaner, og så var det manglende kendskab til længden et alvorligt problem. Det var årsag til skibskatastrofer, og det kunne også ske, at skibene løb tør for vand og proviant, fordi de ikke kunne finde vej til den nærmeste havn.

Tidsbestemmelse og længdebestemmelse hænger imidlertid tæt sammen. Den metode til længdebestemmelse til søs og mellem kontinenterne, som blev den første, der virkede præcist nok, kræver et ur, der kun taber eller vinder nogle få sekunder om ugen. Sådanne ure kaldes kronometre. Metoden bygger på, at for hver gang man bevæger sig 15° vestpå, skal man trække en time fra den lokale tid. Det ved alle, der har været udsat for et jetlag. I virkeligheden har hver længdegrad sin egen lokaltid, men det kan man selvfølgelig ikke leve med i et samfund. Nedenfor viser vi de 48 tidszoner, som man benytter i øjeblikket. Hvis man rejser østpå fra en tidszone og ind i den næste, skal man stille sit ur ½ time frem, rejser man vestpå, skal man stille uret tilbage. I de fleste tilfælde har man slået tidszonerne sammen to og to, så tidsforskellen mellem to nabozoner er 1 time. Tidszonerne følger naturligvis ikke længdegraderne, de følger fortrinsvis landegrænser.

Hvis man starter i København og lander i en ukendt lufthavn, kan man sammenligne sit ur med dem i lufthavnen. Hvis ens eget ur viser f.eks. 16.15, og lufthavnens viser 13.15, er man noget i retning af 45° vest for København, sandsynligvis i Grønland eller Brasilien. Det, som man foretog nu, var faktisk en længdebestemmelse, men med en ret dårlig nøjagtighed. Vi går nu over til at fortælle, hvad man skal gøre, når man vil opnå stor nøjagtighed (og ikke har GPS).

For det første duer tidszonerne ikke. Man skal arbejde med den lokale tid, som afhænger af den længdegrad, man befinder sig på. Men selv lokaltiden er noget vanskelig at definere. Sagen er den, at Solen bevæger sig noget uregelmæssigt mellem stjernerne. Det følger af Keplers 2. lov. Ifølge den er bevægelsen hurtig, når Jorden i sin ellipsebane er tæt ved Solen, og langsom når afstanden er stor.

Der er også et andet forhold, der spiller en rolle. Vores tid her i det daglige liv må nødvendigvis være baseret på Jordens daglige rotation om sin akse. Men Solen bevæger sig på ekliptika, som ligger skråt i forhold til ækvator. På figuren har vi tegnet to lige lange grønne buer på ekliptika. Lad os tænke os, at de projiceres på ækvator ved hjælp af storcirkelbuer gennem himlens nordpol og himlens sydpol. Så ser man, at den øverste af de grønne buer bliver mindre af at blive projiceret, mens den anden bliver større. Så selv om Solen bevægede sig jævnt på ekliptika, ville bevægelsen ikke være jævn målt med et ur her på Jorden.

De pendulure, som f.eks. Huygens lavede i midten af 1600-tallet, overgik langt Solen i nøjagtighed, og på urene kunne man se de uregelmæssigheder, der er nævnt ovenfor. Så nu måtte man operere med to lokale tider. Den sande soltid er bestemt af Solens stilling på himlen. Efter sand soltid kulminerer Solen altid kl. 12. Da Solen ikke går lige hurtigt hele tiden, kunne man ikke lave et ur, der gik efter sand soltid. Derfor måtte man indføre en anden tid, som kaldes middelsoltiden. Den er bestemt af stillingen af en tænkt "middelsol". Den går jævnt rundt på himlens ækvator og følges i det lange løb så godt som muligt med Solen. Et ur kan stilles til at gå efter middelsoltid, og man havde så tabeller, i hvilke man kunne aflæse sammenhængen mellem de to tider. På kurven til højre kan man se, at forskellen kan løbe op til 15 minutter. Man bruger samme middelsol over hele Jorden, og hver længdegrad har sin egen middelsoltid. Når man rejser østpå, vokser middelsoltiden med 4 minutter pr. grad. På figuren betyder MET middelsoltiden i den tidszone, som København ligger i. Ved udregningen af længdeforskelle på baggrund af tidsmålinger, er det den lokale middelsoltid, man skal bruge.

Man kunne forestille sig, at man kunne bestemme den lokale soltid ved at iagttage tidspunktet for Solens kulmination midt på dagen, Men det kan ikke lade sig gøre. Midt på dagen bevæger Solen sig nemlig parallelt med horisonten. Derfor er det umuligt at iagttage kulminationstidspunktet med rimelig nøjagtighed. I stedet gik man frem således:

Som resultat af en udvikling, der startede allerede i oldtiden, kunne man beregne, hvor på himlen en bestemt stjerne stod på et bestemt tidspunkt. Man skulle kende iattagelsestidspunktet i lokal middelsoltid og stedets længde og bredde. Og så skulle man kende stjernens himmelkoordinater, f.eks. rektascension og deklination. Så kunne man udregne stjernens højde over horisonten og det verdenshjørne, den står i. Pointen er nu, at man omvendt kan beregne iagttagerens længde, når man kender stjernens himmelkoordinater (altså når man ved, hvad det er for en stjerne, man kigger på), og når man også kender iagttagerens bredde og observationstidspunktet i Londons middelsoltid. Denne beregning er ikke helt simpel at udføre. I gamle dage lærte man det under uddannelsen til styrmand.

Det store behov for nøjagtige kronometre satte gang i en form for konkurrence om, hvem der kunne konstruere de mest nøjagtige ure. Galilei påstod, at et matematisk pendul har en svingningstid, der er uafhængig af udsvingets størrelse. Denne påstand undersøgte Huygens nærmere, og baseret på nye teoretiske undersøgelser konstruerede han - sammen med dygtige urmagere - en række pendulure, der satte verdensrekord i nøjagtighed. (Læs nærmere under 1657 Huygens.)

Det viste sig nu hurtigt, at pendulure ikke duede til søs. Selv om man benyttede en kardansk ophængning af uret, ødelagde skibets rulning i blæst urets nøjagtighed. Det var også en kilde til fejl, at tyngdeaccelerationen varierer lidt med bredden. Man kom først videre, da man indså, at man skulle benytte en uro i stedet for et pendul. (Se om det under 1664 Hooke.) Vanskelighederne var stadig store, og først i 1761 lykkedes det John Harrison fra England at konstruere et kronometer, der tillod en acceptabet nøjagtighed i længdebestemmelsen. Fejlen var da nede på ca. 5 sekunder på en rejse fra London til Jamaica. Det svarer til en fejl på under 2 km.

Hvis du støder på et ord, hvis betydning du ikke kender, så søg på ordet.