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经度与时间的关系

2018-08-05 15:11  来源: 新华网

在《80天环游地球》中,福格先生选择了自西向东的旅行路线,利用轮船、火车、热气球、雪橇、大象等交通方式,经地中海、红海印度洋、太平洋、大西洋等地,克服了途中的种种艰难险阻,最后环绕地球一圈并回到英国。回国时福格以为已是12月21日晚上8点50分,比约定的时间晚了五分钟,自己打赌输了。但是戏剧性的一幕出现在故事结尾。第二天,他与在旅途中被她救出并建立感情的艾娥达去教堂结婚时,意外地发现那一天居然不是12月22日,而是21日。尽管福格先生一时不知怎么回事,他还是在约定时间前几秒钟镇静地迈入“改良俱乐部”,赢得了最后的胜利。

在这个故事中环绕地球一周后为什么会多出来一天呢?这便要从经度与时间的关系来解释。

时间,无形无色却与我们生活息息相关,它有两层含义,一是某一时刻在时光流逝过程中的位置,具有瞬间性;二是度量两个时刻时间的时间间隔,具有区段性。这两层含义之间又有密切的关联。地球自转一周是一天,绕太阳公转一周是一年,如此运转规律便是人们抓住时间的自然基础。为了方便日常生活,我们又将一天分为24小时,一小时分成60分钟,一分钟分为60秒。如此多样的时间计量使我们的生产生活更加高效而美好。

经度,即地球球面坐标系的纵坐标,具体说,就是地球上一个地点距离本初子午线的南北方向走线以东或以西的度数。国际规定,位于伦敦的格林尼治天文台原址的那一条经线定为0°经线,然后各地经度依次向左右延伸。每隔15°各地时间相差一个小时,因此时区也由此划分而来。

要阐明经度与时间的关系,其中必不可少的便是地球的自转这一天文学基础知识。我们不能感受到地球自转,但可以通过观察太阳及星星的东升西落来推测其自转运动。按照国际规定,每天夜间太阳位于地平线以下最低处(下中天)的时刻为0时,此时刻也是一天中时间计量的起点,而白天太阳位于地平线之上最高处(上中天)的时刻为中午12时。在同一时刻,不同经度上的地方,所看见的太阳位置是不一样的,比如,当北京的居民正在仰望星空的时候,伦敦的朋友可能正在欣赏晚霞,洛杉矶的伙伴可能正在早晨的上班路上奔波。地球日复一日自西向东旋转,因此越往西时间越提早。比如,东12区和西12区如果以本初子午线为起点往两个不同的方向进行时间推算会出相差一天的时间计量的误会,因此,1884年,国际上又设立了一条“国际日期变更线”(日界线),以此为界限,凡自西向东跨过此线时日期需减少一天,同理,当自东向西跨过此线时,日期应增加一天。

按照这个规律,我们可以试想,当福格先生不是自西向东而是自东向西环游地球时,结局应该是一样的。他的整个旅途总共花费79天的时间间隔,当自东向西完成旅行时,他会以为此刻是12月19日,但实际上那时也是12月20日,福格先生依旧可以赢得胜利。

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作者: 江婳婳   [责任编辑: 李浩]

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