A International Date Line (IDL) é uma linha imaginária - e arbitrária - na superfície da Terra que vai do Polo Norte ao Polo Sul. Quando você cruza o IDL, o dia e a data mudam. Se você atravessá-lo viajando para o oeste, o dia avança um e a data aumenta um. Se você atravessá-lo viajando para o leste, ocorre o contrário.
O IDL não é uma questão de direito internacional, mas é um dos poucos padrões adotados globalmente. O IDL é crucial para interconectividade global, comunicação instantânea, medição de tempo e bancos de dados internacionais consistentes. É principalmente sobre conveniência, comércio e política. O IDL aconteceu pelas mesmas razões que o surgimento da Internet - funciona e torna a vida um pouco mais fácil. Antes de discutir como e por que surgiu a Linha Internacional de Data, devemos primeiro revisar a questão de manter o tempo.
'Alguém realmente sabe que horas são?'
Nos dias anteriores aos relógios mecânicos, o tempo era medido principalmente usando relógios de sol. As pessoas confiavam na definição de que "meio dia" era quando o sol estava mais alto no céu e no sul. Um "dia" era simplesmente a quantidade de tempo entre dois "meio-dia" consecutivos. A maioria das cidades do planeta ajustou seus relógios para esse ciclo, e tudo foi bom - pelo menos em qualquer cidade específica.
O problema era que cada cidade vivia o meio-dia às suas próprias (aparente) 12:00 Dependendo da longitude, as cidades adjacentes podem ter um horário de, digamos, 11:45 ou 12:15. exibido em seus relógios de sol. Perto do equador, viajar para o oeste cerca de 1.600 quilômetros para o oeste atrasa a chegada do meio-dia em uma hora.
No século 19, o surgimento de ferrovias transcontinentais ainda mais complicadas. Naquele século, os relógios mecânicos precisos se tornaram amplamente disponíveis. Os viajantes viram-se redefinindo seus relógios por vários minutos em todas as estações a leste ou oeste. Isso foi inconveniente na melhor das hipóteses.
Também naquele século, o surgimento da telegrafia criou questões de manutenção de tempo para entidades comerciais e militares - os primeiros adotantes. O telégrafo, inventado em 1832 por Pavel Schilling, foi o primeiro verdadeiro sistema de "mensagens instantâneas" (IM). Permitiu a comunicação em grandes distâncias usando eletricidade, que se move (quase) na velocidade da luz.
O telefone, patenteado em 1876 por Alexander Graham Bell, foi o segundo sistema de mensagens instantâneas. E, é claro, para usar qualquer um dos sistemas de maneira eficaz, é útil conhecer os horários nos locais do remetente e do destinatário.
Latitude e longitude
Antes de explicar como os fusos horários resolveram esses problemas de relógio, vamos fazer uma rápida revisão da latitude e longitude. Por volta de 150 a.C., Hiparco de Nicéia, matemático e astrônomo grego, propôs uma grade global de linhas de longitude e latitude para medir a posição. Era um sistema de coordenadas para localizar pontos na superfície de uma esfera. O eixo vertical media "latitude" e o eixo horizontal "longitude". Embora presciente, sua idéia perdurou por mais de um milênio.
Durante a Era das Descobertas, a partir do século XV, os cartógrafos viram a necessidade de medidas padronizadas de latitude e longitude. Se sua intenção é mapear ou reivindicar uma localização geográfica, você precisa descrever sua posição sem ambiguidade. A Grã-Bretanha "governou as ondas" na época e assumiu a liderança inicial nesse empreendimento.
Portugal e Espanha, as outras principais nações marítimas, estavam usando seus próprios sistemas, mas acabaram sendo adiados para a Inglaterra. A latitude era menos um problema do que a longitude, pois não havia disputa sobre onde estavam localizados os pólos (latitude 90 graus norte e 90 graus sul) e o equador (latitude 0 graus). No entanto, a seleção de um ponto de partida para a medição da longitude (o meridiano de 0 grau) foi arbitrária. Baseava-se mais no orgulho e na conveniência nacionais.
Em 1851, a Inglaterra designou o Meridiano Principal (0 graus de longitude) como o meridiano que atravessa o Observatório de Greenwich. Eles eram a nação marítima dominante naquela época, tinham colônias ao redor do mundo, usavam relógios mecânicos de última geração e eram cientificamente qualificados para estabelecer um padrão. Você já ouviu o ditado "O sol nunca se põe no Império Britânico". Isso já foi verdade. A Inglaterra tinha colônias em todo o mundo, então era sempre "diurno" algum lugar no Império Britânico. Grã-Bretanha teve influência.
Fusos horários
Na última parte do século 19, cientistas, ferrovias e outras indústrias emergentes sentiram a necessidade de um padrão global de tempo. O primeiro sistema desse tipo, usando 24 fusos horários padrão, foi proposto por Sir Sandford Fleming em 1876. Sandford era um engenheiro escocês, que ajudou a projetar a rede ferroviária canadense. Seu sistema não foi oficialmente sancionado por nenhuma entidade global, mas em 1900 gerou a adoção do sistema de fuso horário em uso hoje. Nação por nação, o mundo aceitou a ideia de Fleming.
Em cada fuso horário, todos os relógios eram definidos para um horário médio que melhor representava onde o sol estava localizado no céu. Esse tempo é chamado tempo solar médio. Os relógios de sol, em comparação, medem tempo solar aparente, as vezes chamado verdadeiro tempo solar.
O processo de fuso horário começou em 1883 para os Estados Unidos, quando o país foi dividido em quatro fusos horários padrão. Cada zona estava centrada em um meridiano de longitude:
- Hora Padrão do Leste (EST) a 75 graus W (a oeste do Meridiano de Greenwich)
- Horário Padrão Central (CST) a 90 graus W
- Horário Padrão das Montanhas (MST) a 105 graus W
- Horário padrão do Pacífico (PST) a 120 graus W
O Reino Unido já havia iniciado um processo semelhante e o resto do mundo logo seguiu o exemplo. Em 1900, o sistema global de fusos horários que usamos hoje estava bastante estabelecido. O aumento da conectividade global exigia algum sistema universal de medição de tempo, e fusos horários padrão eram a resposta.
A maioria dos fusos horários não segue precisamente os meridianos da longitude. Eles zig e zag, conforme necessário, para manter ilhas, países menores e grandes áreas metropolitanas no mesmo horário - uma concessão óbvia à conveniência.
Os fusos horários padrão têm 15 graus de largura, pois 360 graus divididos por 24 horas é igual a 15 graus por hora. Eles são numerados por hora a partir do Meridiano Principal (0 graus de longitude), que atravessa Greenwich, Inglaterra. O relógio de Greenwich mostra o que é chamado Horário de Greenwich (GMT). O sistema de numeração facilita encontrar a hora em outras zonas.
Por exemplo, a Califórnia, oito fusos horários a oeste de Greenwich, está em um fuso horário chamado Pacific Standard Time (PST). Essa zona também é rotulada "GMT-8" ou GMT + 16. "Portanto, se o horário em Greenwich for 12:00, o horário na Califórnia é 16:00 (12:00 - 8 horas).
GMT vs. UTC
Desde 1972, a GMT foi amplamente substituída pelo UTC (Universal Coordinated Time). Quando os relógios atômicos foram inventados na década de 1950, tornou-se possível medir o tempo com uma precisão melhor do que a fornecida pela Terra em rotação.
GMT era um sistema de "tempo médio" baseado em observações telescópicas do Observatório de Greenwich. O UTC, embora sincronizado com o GMT, leva em consideração pequenas variações na taxa de rotação da Terra. De vez em quando, um "salto de segundo" é adicionado (ou subtraído) ao relógio do mundo - isso é uma correção entre GMT e UTC. O período de rotação da Terra pode variar de exatamente 24 horas por uma fração de segundo, dependendo das perturbações geológicas.
Por exemplo, à medida que as geleiras derreter, há uma transferência de massa de latitudes mais altas em direção ao equador. Como em um patinador artística que diminui a velocidade de rotação estendendo um braço ou perna, a lei de conservação do momento angular exige uma redução da taxa de rotação para compensar essa redistribuição de massa. Os cientistas estimam que um terremoto de magnitude 9,0 no Japão em 2011 deslocou massa suficiente do equador para encurtar o dia em 1,8 microssegundos (0,0000018 s).
Os astrônomos também devem considerar a diferença entre o tempo aparente e o tempo médio. Essa diferença dependerá de quanto leste ou oeste está localizado dentro de um fuso horário e também da equação do tempo, que depende da data. E depois há essa correção confusa chamada Horário de Verão (DST). Mas, novamente, para entender o IDL, podemos ignorar essas complicações.
Qual é o IDL?
Todos sabemos que o dia e a data mudam à meia-noite, independentemente da sua localização no planeta. Mas para usar um sistema de fuso horário global com um IDL, o dia e a data devem ser separados em dois locais - você não pode dividir um círculo em duas partes com um único "corte". A solução foi fornecida em 1884 pela International Meridian Conference (IMC), realizada em Washington, DC, e com a presença de representantes de 26 nações.
O IMC selecionou o meridiano de 180 graus como o outro "corte", não porque era diretamente oposto ao meridiano de primeiro grau (qualquer meridiano poderia ter sido esse outro "corte"). O meridiano de 180 graus foi escolhido porque percorre principalmente mar aberto no Pacífico central, ziguezagueando e zagging para manter as nações próximas em seu próprio dia e data. Portanto, a escolha de 180 graus foi arbitrária, mas estabeleceu o IDL em uso hoje.
Embora o IDL comece no meio do fuso horário UTC ± 12 nos dois pólos - exatamente a 180 graus de longitude - durante a maior parte do seu comprimento, ele se desloca para o leste e coincide com a borda leste do fuso horário, que também faz zigue-zague e zags. O ponto principal é que esse alojamento mantém as nações insulares da Oceania, cada uma em seu próprio relógio e calendário. Mas há exceções.
As ilhas que saltaram um dia
Pouco antes da meia-noite de 29 de dezembro de 2011, os samoanos se reuniram em torno da torre do relógio na capital Apia para comemorar o momento histórico de pular para o outro lado da Linha Internacional de Data.
Quando o relógio bateu 12:00, o povo de Samoa, junto com seus vizinhos na ilha de Tokelau, saltou para frente no sábado, 31 de dezembro de 2011 - pulando completamente a sexta-feira. As ilhas eram agora consideradas no lado oeste do IDL no Hemisfério Oriental. Especificamente, eles mudaram seu fuso horário de UTC-11 para UTC + 13.
A decisão foi econômica. Embora a Samoa estivesse conduzindo grande parte de seus negócios com os Estados Unidos no século anterior, esse comércio mudou significativamente para a região Ásia-Pacífico, particularmente Nova Zelândia e Austrália.
Portanto, embora Samoa estivesse mais próxima geograficamente dos países do Pacífico, havia uma diferença muito incômoda de 23 horas entre Samoa e Nova Zelândia e uma diferença de 21 horas entre Samoa e a costa leste da Austrália, de acordo com a EarthSky Communications. Assim, em um esforço para sincronizar melhor suas semanas de trabalho com seus principais parceiros comerciais, os países dos dois países insulares decidiram pular o IDL.
Em um artigo publicado em 28 de dezembro de 2011, no The Guardian, o primeiro-ministro de Samoa, Tuilaepa Sailele Malielegaoi, expressou a inconveniência com a situação anterior do IDL:
"Ao fazer negócios com a Nova Zelândia e a Austrália, estamos perdendo dois dias úteis por semana. Enquanto é sexta-feira aqui, é sábado na Nova Zelândia e quando estamos na igreja no domingo, eles já estão realizando negócios em Sydney. e Brisbane ".
Essa transição IDL foi uma espécie de regresso a casa para os samoanos. Mais de um século atrás, o país estava no lado ocidental do IDL, mas decidiu em 1892 passar para o lado oriental para estar mais próximo do tempo nos EUA. Assim, por 119 anos, os samoanos testemunharam o último pôr do sol do dia e foram os últimos a tocar no Ano Novo - agora eles são um dos primeiros.
Infelizmente, sempre haverá algum inconveniente em viver tão perto do IDL: agora há uma diferença de 24 horas entre Samoa - localizada na parte ocidental da cadeia de ilhas de Samoa - e Samoa Americana no lado oriental.
Tonga também preferia estar no UTC + 13 (ou UTC-11) por razões de comércio e conveniência. As Ilhas Chatham, a quase 800 km a leste da Nova Zelândia, marcam o relógio em UTC + 12,75, criando um fuso horário "órfão" dentro do UTC ± 12. Os fusos horários fracionários são usados em 16 locais ao redor do mundo. Os países simplesmente escolhem o que funciona melhor para eles.
Assista ao trabalho do IDL
No vídeo acima, estude o primeiro quadro em pausa antes de clicar em "reproduzir". Mostra o IDL (linha branca) no ponto da meia-noite. Para o bem dos rótulos, digamos que a cunha verde represente a primeira hora do sábado. A parte azul da Terra ainda está na sexta-feira. A parte vermelha (que aparecerá mais tarde) será domingo.
Essa cunha verde é o primeiro fuso horário a oeste do IDL. O oeste é no sentido horário, como visto nesta vista, acima do Polo Norte. De notar, este fuso horário verde:
- tem 15 graus de largura, mede 1/24 da circunferência da Terra e uma hora de tempo;
- está centrado no meridiano de 180 graus;
- estende-se da longitude 172,5 graus à longitude 187,5 graus;
- coincide com o IDL ao longo da maior parte de sua fronteira oriental;
No instante em que o IDL passa meia-noite, esse fuso horário inteiro registra o início de um novo dia. Todos os locais em um determinado fuso horário devem estar no mesmo horário. Existem algumas exceções: nações (e regiões dentro das nações) que optaram pelo horário de verão e aqueles que optaram por usar fusos horários fracionários. Mas podemos ignorar isso por enquanto.
O modelo nesta animação é idealizado de várias maneiras. Mais importante, todos os fusos horários têm exatamente 15 graus de largura e estão centrados em 24 meridianos de longitude uniformemente espaçados. Além disso, o IDL segue exatamente a borda leste de todo o fuso horário UTC ± 12. Não é assim que as coisas são no mundo real, mas simplifica muito o meu modelo.
Agora, sinta-se à vontade para clicar em "play". Observe como a sexta-feira azul diminui à medida que o sábado verde cresce. Veja o que acontece quando o IDL retorna à meia-noite e o próximo dia e data começam. Você verá o domingo vermelho "desenrolando" e substituindo o sábado verde enquanto a Terra gira. Use o controle deslizante para ir e voltar e ver como isso acontece.
Há duas coisas a serem observadas sobre o IDL. Primeiro, a qualquer momento, existem dois dias e datas seqüenciais em vigor na Terra. Esses dias e datas são separados pelo IDL, que vai do Polo Norte ao Polo Sul (aproximadamente) ao longo do meridiano de longitude de 172,5 graus.
Segundo, esses dois dias e datas também são divididos pela linha da meia-noite, o meridiano exatamente em frente ao sol. Portanto, existem realmente duas "linhas de data" na Terra - uma gira com o planeta (o IDL) e a outra permanece fixa no meridiano da meia-noite. Em lados opostos de ambas as "linhas de data", o dia e a data são sempre diferentes.
Greenwich, temos um problema ...
Mas espere. Parece haver uma exceção a essa regra. O mundo inteiro parece estar no mesmo dia e data durante uma hora todos os dias. Começa quando a extremidade leste do fuso horário UTC-11 atinge a meia-noite. Termina quando a extremidade oriental do próximo fuso horário, o IDL (UTC ± 12), chega à meia-noite. Naquele momento, um novo dia começa a se desenrolar.
Assista à animação novamente, se você não viu. Dura apenas uma hora ou cerca de um segundo no vídeo. Você o verá duas vezes, sempre que o IDL se aproximar da meia-noite.
Mas, como explicado anteriormente, este é um modelo idealizado. Muitos fusos horários próximos ao IDL foram "gerrymandered" a ponto de Nunca no mesmo dia em todo o mundo. Na verdade, é por um "instante" infinitesimal - quando o IDL chega à meia-noite.
Existem algumas exceções nesse cenário. Por exemplo, as Ilhas Midway estão no UTC-11 e as Ilhas Marshall estão no UTC ± 12. Confira este mapa detalhado dos fusos horários nessa área. Se você usar o recurso Planejador de Reuniões no World Time Server para essas duas ilhas, verá que elas realmente compartilham o mesmo dia e data da última hora do dia, como mostra minha animação. Você pode ver esse resultado aqui.
Existem outras combinações que fornecem o mesmo resultado. O ponto principal é que os fusos horários são tão confusos nessa região que muitas "regras" são violadas. Por exemplo: Atravessar o IDL altera o dia e a data, mas não a hora. Existem exceções para ambas as partes dessa "regra". É por isso que precisamos de mapas de fuso horário e servidores de horário mundial. Felizmente, os aplicativos de GPS conhecem todas as regras e exceções; portanto, mantenha seu telefone inteligente na hora, dia e data certos onde quer que você viaje.
Se você estivesse no IDL com um pé de cada lado, que dia seria?
Truque de pergunta. Como você "cruzou" o IDL, cada pé estaria em um dia diferente. Se você usava um relógio em ambas as mãos, tecnicamente, elas deveriam ser definidas para dias e datas diferentes. A questão do que Tempo esses relógios devem estar configurados para não ser tão fácil de responder.
Dependendo do IDL em que você está, os horários podem ser iguais a uma hora diferentes. Aqui é onde o horário de verão pode atrapalhar as coisas, como alguns locais observam e outros não. E há a complicação fracionária do fuso horário.
Mas "ficar montado no IDL" não é fácil. A menos que você esteja em um barco ancorado no IDL, não há realmente onde você possa "ficar" da maneira descrita, exceto perto dos postes. Como os meridianos da longitude convergem nos pólos, é possível atravessar vários fusos horários em uma caminhada arbitrariamente curta. A um quilômetro de cada pólo, os fusos horários têm apenas 262 metros de largura. Se você estivesse exatamente em um dos pólos, poderia ficar com um pé em todos os 24 fusos horários.
As coisas ficam muito mais simples usando apenas alguns fusos horários perto dos pólos. Algumas bases científicas da Antártica usam o horário da Nova Zelândia (UTC ± 12), pois esse é um ponto de embarque popular para viagens à Antártica. Outros ajustaram seus relógios para UTC. Os astronautas da Estação Espacial Internacional fazem o mesmo. A ISS está se movendo a uma velocidade espantosa de 7,7 km / s. Isso é 5,7 vezes mais rápido que uma bala em alta velocidade. A ISS faz uma viagem pela Terra a cada 90 minutos. Assim, em 24 horas, os ocupantes experimentam 32 alternâncias de dia e data e desfrutam de 16 nascer do sol e 16 pores do sol. Para simplificar, seus relógios são definidos como UTC + 0.
O tempo é apenas uma ferramenta
Compreender o IDL é um exercício de aritmética e talvez alguma geometria. Não é mágica, não é física e é apenas astronomia. É tudo sobre o estabelecimento de padrões de tempo arbitrários em um planeta em rotação. O tempo, nesse sentido, é apenas mais uma ferramenta de uma sociedade tecnológica moderna.
Uma nota histórica final: durante a circunavegação de Magalhães pelo globo em 1519-1522, seu navegador registrou diligentemente a passagem de cada dia de sua viagem. Quando eles retornaram ao porto de origem, o dia e a data estavam fora de um. Não demorou muito tempo para descobrir como esse erro aconteceu.
Quando você viaja para o oeste (na direção oposta à da Terra), cada dia será um pouco mais longo que 24 horas - ou seja, se você medir o seu "dia" como o tempo entre dois "meio-dia" sucessivos. Nos três anos de viagem, essas pequenas diferenças foram adicionadas a um dia inteiro. Isso aconteceu quase três séculos antes do estabelecimento da IDL, mas demonstrou a necessidade de ajustes de dia e data durante as viagens globais.
Graças à ciência, tudo está resolvido agora. No século 21, as pessoas tomam o IDL como garantido. As viagens no Pacífico são rotineiras e todos sabemos o que acontece quando você cruza o IDL. Agora você sabe porque acontece.
Dan Heim ensinou física e matemática por 30 anos - mais se você contar com o clube de ciências da escola. Desde 1999, ele é escritor freelancer e cria animações e gráficos educacionais. Dan é presidente do Clube de Astronomia do Desfiladeiro do Deserto, em New River, Ariz. Seu blog semanal Sky Lights cobre tópicos que incluem astronomia, meteorologia e ciências da terra, e perguntas dos leitores são encorajadas.
