Определение географической долготы в древности.
Или почему в сутках 24 часа?
А действительно, почему в сутках 24 часа, а не 20 или 30? Ну могло бы быть и 25 для удобства счета. По этому поводу есть много рассуждений и объяснений. Вот еще одна версия.
Начнем с конкретных вопросов. Кому, да с такой точностью было надо разделить сутки на столь малые и ровные отрезки в чуть ли не доисторические времена? Деления суток на день и ночь или более подробное деление суток на день, вечер, ночь и утро не хватало что-ли? Для всех хватало. В русском языке есть еще понятия полночь, заполночь, под утро, рассвет, закат, полдень, что еще больше расширяло разделение времени суток на меньшие отрезки времени. Подобное разделение суток на более мелкие отрезки времени суток, пусть и на разные по продолжительности, есть практически во всех языках и у всех народов. К примеру, договорившиеся о встрече любовники, в те времена, уже довольно точно знали когда приходить на встречу и сколько ожидать запоздавшего партнера придется по максимуму. Ответ достаточно прост, сутки на 24 часа разделили те кому это было необходимо по профессиональной надобности. И лишь много позже это профессиональное деление суток стало обычным и привычным для всего остального населения.
Так кто же эти профи разделившие сутки на 24 часа? Это моряки из далекой древности. Именно они придумали разделить сутки на 24 часа, но по порядку. Для определения своего место нахождения морякам нужна была привязка к каким-то глобальным ориентирам в пространстве и времени. Всем известно, что планета Земля выглядит как шар. Этот шарик крутится вокруг своей оси и еще движется вокруг Солнца. Земля совершает один оборот в сутки вокруг своей оси и за год совершает оборот вокруг Солнца. Если очень упрощенно, то будем считать, что Солнце «висит» строго над Экватором, а ось (или полюса) Земли находятся под прямым углом к линии Земля-Солнце. Еще в древности было замечено, что северный полюс (или ось) Земли смотрит на Полярную звезду в созвездии Малая Медведица, а южный полюс направлен в созвездие Южный Крест. Для удобства земной шарик разделили на Северное полушарие и на Южное. Ночью в северном полушарии по Полярной звезде можно определить где находится Север, а в южном по созвездию Южный Крест находят Юг. Встав лицом на Север, можно определить где будут и другие стороны света. За спиной будет Юг, правое плечо укажет на Восток, левое плечо укажет Запад. Самым древним навигационным прибором стал магнитный Компас. По компасу в любое время суток и при любой погоде можно определить стороны света.
На суше путник уйдя на Запад, например, знает, что возвращаться ему надо двигаясь на Восток. В море моряк может отплыть на тот же Запад от какого-то островка , но ветры, течения и прочие факторы занесут его неизвестно куда и если остров не виден, то в какую сторону надо направить свое суденышко чтобы вернуться на тот же остров? Тут знаний лишь сторон света уже недостаточно. Верное направление лишь одно, все остальные стороны уведут моряка прочь от родного острова.
Вернемся снова к упрощенной модели Земля-Солнце. На Земле есть очень удобное место, это Экватор. На Экваторе Солнце в полдень, находящееся в Зените (в самой верхней точке), должно светить прямо над головой и если сойти с экватора на северную сторону, то Солнце будет светить уже с Юга. Если перейти на южную сторону, то Солнце будет светить уже с северной стороны. Сойдя с Экватора достаточно просто определить в какую сторону пойти чтоб вернуться на линию Экватора. На нашей модели можно также увидеть, что двигаясь от Экватора, например к Северному Полюсу, Солнце постепенно будет смещаться из Зенита к Югу и на Полюсе будет светить на самом краю горизонта. Стоя на полюсе можно увидеть не заходящее за горизонт Солнце, передвигаясь над самым горизонтом оно будет светить круглыми сутками.
Кстати, зная под каким углом к горизонту было Солнце в Зените над родным островом (вчера, позавчера) можно довольно точно определить на юг или север унесло судно за время плавания. Соответственно если Солнце поднялось в полдень выше чем над родным островом, то остров где-то на Юге. Если Солнце ниже положенного, то остров где-то на Севере.
Тут надо сделать пояснение и внести дополнение. Попробуем посмотреть как меняется длина тени от Солнца в течении дня. Для этого на ровной площадке воткнем в землю палку и будем отмечать ближе к полудню конец тени от палки. Например, маленькими колышками. Лучше начать отмечать длину тени не позднее половины одиннадцатого. Самая короткая тень от палки и укажет на Истинный полдень. Проведя этот эксперимент вы убедитесь, что Истинный (или Астрономический) полдень в данной местности совсем не совпадает с полднем по часам или двенадцатью часами дня Местного времени. Заодно узнаете угол возвышения Солнца над горизонтом в вашей местности в Истинный, только для вашей местности Полдень. Угол земля-конец палки-колышек можно измерить. Это будет угол Широты вашей местности. Теперь давайте нарисуем окружность и отметим на окружности Экватор. Далее разделим окружность от Экватора к полюсам на 90 градусов от центра окружности. Нанесем на окружности метки с шагом в 10-15 градусов. Где нулевой градус будет Экватор, а 90 градусов Северный или Южный полюса. Заодно отметьте угол широты вашей местности и посмотрите где вы находитесь на модели Земного шара. Самая большая широта на Экваторе. Остальные широты параллельными линиями опоясывают весь Земной шар, поэтому широты еще называют параллелями. Как бы разрезая весь шарик на постепенно уменьшающиеся по диаметру дольки. Зная свою широту можно перейти на широту или параллель острова, но тут возникнет новая проблема, куда плыть на Восток или на Запад чтобы найти остров. Для этого надо еще узнать Долготу острова.
Что такое Долгота? Представьте себе очищенный апельсин. Дольки этого апельсина от одного полюса через Экватор до другого полюса и будут линиями Долготы или Меридианами. Вся планета разделена на 360 градусов по окружности Экватора. Есть нулевая долгота или нулевой меридиан, Гринвичский. От нулевого меридиана долгота идет и на Запад, это будут Западные долготЫ, и на Восток. Там соответственно будут Восточные долготЫ. Максимальная долгота хоть на Востоке, хоть на Западе будет равна 360:2 =180 градусов. На 180 градусе долготы начинается отсчет времени на всем Земном шаре. Именно на 180 долготе начинается новый день или новые сутки. Но отсчет долгот идет с нулевого меридиана. И когда определяют место какой-то точки на планете говорят: Столько-то градусов Южной (или Северной) широты. Это значит на Юг или Север от Экватора. И столько-то градусов Восточный (или Западной) долготы. Соответственно на Восток или Запад от Гринвичского меридиана. При обозначении могут указать на такой-то параллели и на таком-то меридиане, что одно и тоже. Но всегда указывается сначала широта (параллель) и лишь потом указывается долгота (меридиан). Для примера:
Координаты Москвы Широта: 55°45;07; с.ш. Долгота: 37°36;56; в.д. Высота над уровнем моря: 144 м
Координаты моей Казани Широта: 55°47;19; с.ш.
Долгота: 49°07;19; в.д.
Высота над уровнем моря: 61 м
Координаты Парижа 48° 51’ 12" (48° 51’ 20) северной широты
2° 20’ 55" (2° 20’ 92) восточной долготы
Высота над уровнем моря 40;60 м
Если 360 градусов разделить на 24 часа, это время вращения Земли за одни сутки, то получится 15 градусов на час. Зная Долготу в какой-то точке на планете можно определить отставание или опережение времени от времени Нулевого меридиана. И наоборот, зная разницу во времени от времени Нулевого меридиана можно определить Местную Долготу. Например, как это делается сегодня?
Включаем приемник и по звуковому сигналу сверяем свои часы со Всемирным временем. По приемнику звучат сигналы времени местной столицы. В России это Москва. Московское время (МСК) отличается от Всемирного времени (по Гринвичу) на плюс 2 часа. Потом по Всемирному времени и Астрономическому полдню в конкретном месте своего места нахождения определяем разницу по времени и по этой разнице определяем долготу своего местонахождения. Как вы помните Широту можно определить прям на месте и в итоге получаем Координаты своего местонахождения. Можно еще определить координаты с помощью навигаторов. Не спорю, что быстрее и проще. Но не так точно. С помощью обычного приемника определяют координаты с точностью до 20 сантиметров.
В Эпоху Исторических Открытий (это 15-19 века) радиоприемников, навигаторов и даже радиовещания не было. Корабли уплывали на годы без всякой связи со своим начальством. Для определения точного времени мореплаватели возили с собой целую кучу очень точных часов «Хронометров». Естественно даже самые точные часы могут слегка спешить или отставать, поэтому и брали сразу несколько хронометров чтобы по среднеарифметическому времени вычислить более-менее точное время и тогда можно было наносить на карты сравнительно точные Координаты открытых земель и узнать свое местонахождение.
Есть маленькая неувязка в выше рассказанном. А что до этого никто и никуда не плавал? В смысле, что пока не утвердили 24 часа в сутках, Всемирное время, Нулевой или Гринвичский меридиан, не изобрели высокоточные часы и достаточно надежные мореходные корабли, плавали только вдоль побережий «в виду видимости Земли» и жители островов в океанах дальше чем «по колено в воде» от своего острова не отходили? Тогда как эти островитяне на свои острова попали и как рыбаки на своих судах находили обратную дорогу к своим островам? Мало того еще до изобретения всех выше описанных новинок уже существовали подробные карты планеты с материками и островами, даже с теми что заново открыли намного позже изобретения хронометров и Всемирного Времени. Звучит неправдоподобно, но это было. Значит и до того были какие-то надежные способы определения координат без сказок нынешних ученых «О береговых лоциях для дальнего плавания». Нужны примеры? Да сколь угодно.
Поморы с Русского Севера через Белое море ходили на кочах к островам архипелага Шпицберген. А оттуда материковые земли не видно, но это не мешало поморам возвращаться обратно. На островах Океании местные рыбаки на своих утлых пирогах могли неделями плыть к нужному острову и точно также возвращаться к своей семье обратно. Но умные ученые ссылаются как на образец мореплавателя далеких времен на некого морехода Одиссея, что скитался по Средиземному морю 25 лет, пока не нашел свой родной остров. За это время Одиссей постарел, его жена чуть замуж не вышла, сын вырос… Вот ведь как прославленный герой торопился домой с войны на соседнем острове. Что интересно, на ту войну союзники со всего Средиземноморья собрались в один миг, никто не опоздал к запланированной битве на двадцать пять лет по причине незнания дороги. Наверное спутникам Одиссея и ему самому на войне память отшибли, потому так долго и возвращались.
Существует версия, что древние мореплаватели как-то ориентировались по звездам. Версия красивая, но как конкретно ориентировались никто не знает. По моей версии древние мореплаватели ориентировались по Луне. Известно, что Луна совершает один оборот вокруг Земли за 28 суток. Следовательно за сутки Луна проходит 360 градусов : 28=12,857 градусов. Теперь разделим 12,857 градусов на градусный размер Луны (0,53) получаем 24,258 диаметров Луны. Вот те самые 24 часа или отрезка времени, которые Луна проходит за сутки по небосводу. Звезды на небосводе также движутся навстречу Луне со скоростью 30 градусов в месяц, но это движение можно учесть и найти для Луны ориентир места где эта Луна должна быть завтра или через неделю, месяц. Суть определения долготы по Луне в следующем: На неподвижной в пространстве площадке Луна на следующие сутки в то же время передвинется на 24 диаметра. Если мы за сутки переместимся на восток (или запад) на 1000 километров, то Луна соответственно не дойдет на один диаметр (или перейдет лишний диаметр), что отметить не сложно.Само собой подобный способ определения долготы пригоден на любом удалении точки определения по широте, хоть на другом краю планеты. Чем ближе к полярным областям, тем точнее будут измерения. У поморов севера был самодельный прибор «солнечный компас Матка», так вот по этому прибору поморы запросто могли БЫ определять и широту, и долготу. А также составлять подробные карты и побережий и островов. Есть предположения, что Русские поморы заселяли Дальневосточное побережье и земли Восточной Сибири еще до Рождества Христова. То есть Северным морским путем добирались до Тихого океана и знали как по суху добраться обратно.
Какими самодельными приборами или даже, возможно, просто на пальцах определяли широту и долготу жители Океании мне не известно, но вряд ли это было очень сложно и заумно. Главное это все-таки было!
Любая техническая задачка имеет множество решений. Надо лишь найти самое выгодное или простое.
Был бы очень признателен если мои рассуждения по определению долготы по Луне просчитали и довели до практического применения профи от Астрономии или другие специалисты знакомые физикой движения астрономических тел. Соавторство обещаю.