Strastiplná cesta za určovaním zemepisnej dĺžky

Dňa 22. októbra 1707 sa eskadra britských námorných lodí plavila k Lamanšskému prielivu. Nesprávne však vypočítali svoju polohu. K čomu to viedlo? Štyri lode stroskotali na súostroví Scilly v Atlantickom oceáne juhozápadne od anglického mysu Land’s End. Takmer 2 000 mužov zahynulo.

V TÝCH dňoch dokázali námorníci bez ťažkostí určiť zemepisnú šírku, v ktorej sa nachádzajú, čiže to, ako ďaleko sú na sever alebo na juh od rovníka. Ale nepoznali spôsob, ako presne určiť zemepisnú dĺžku, teda ako ďaleko na východ alebo na západ sa doplavili. Začiatkom 18. storočia sa plavili cez Atlantický oceán stovky lodí ročne a stroskotania neboli ničím výnimočným. No až po tragédii v roku 1707 sa Angličania začali vážnejšie zaoberať riešením problému, ako určovať zemepisnú dĺžku.

V roku 1714 britský parlament vypísal odmenu 20 000 libier pre toho, komu sa podarí presne určovať zemepisnú dĺžku na mori. Dnes by mala táto cena hodnotu niekoľkých miliónov amerických dolárov.

Lákavé svojou náročnosťou

Určovanie zemepisnej dĺžky bolo mimoriadne náročné, lebo si vyžadovalo presné meranie času. Znázornime si to. Predstavte si, že žijete v Londýne. Na obed vám zavolá kamarátka, ktorá cestuje po svete a povie vám, že sa nachádza v rovnakej zemepisnej šírke ako vy, ibaže na hodinkách má 6.00 ráno toho istého dňa. Teda jej čas je posunutý o mínus šesť hodín. Zemepis vám nie je cudzí, a tak prídete k správnemu záveru, že je v Severnej Amerike, kde práve vychádza slnko. Teraz si predstavte, že by ste na sekundu presne poznali čas určený nie jej časovou zónou, do ktorej je zahrnuté široké územie, ale jej pozíciou vzhľadom k slnku. Zemepisnú dĺžku miesta, kde sa nachádza, by ste dokázali určiť veľmi presne.

Pred stáročiami mohol moreplavec kdekoľvek na zemi zistiť, kedy je poludnie, jednoducho tak, že sledoval slnko. Keby zároveň s dostatočnou presnosťou vedel, koľko je hodín v domovskej krajine, dokázal by určiť svoju zemepisnú dĺžku s presnosťou na 50 kilometrov. To bola zároveň maximálna odchýlka na konci šesťtýždňovej plavby, ktorá sa nesmela prekročiť, aby človek získal spomenutú cenu.

Zistiť presný čas v domovskej krajine však vôbec nebolo jednoduché. Moreplavec si síce mohol vziať kyvadlové hodiny, ale tie by na lodi zmietanej vysokými vlnami nefungovali. A hodiny s hodinovým perom a ozubenými kolieskami boli v tom čase veľmi nepresné. Na hodiny tiež vplývali zmeny teploty. Nedali by sa však  využiť veľké hodiny, ktoré máme nad hlavou — Mesiac a ďalšie nebeské telesá?

Ťažká úloha pre astronómov

Astronómovia prišli s teóriou merania uhlových vzdialeností nebeských telies. Myšlienka spočívala v tom, že by sa pripravili tabuľky, ktoré by pomáhali moreplavcom určovať zemepisnú dĺžku na základe polohy Mesiaca vzhľadom ku konkrétnym hviezdam.

Astronómovia, matematici a moreplavci si nad touto úlohou lámali hlavu viac ako sto rokov, lebo sa stále vynárali nové ťažkosti. Keďže s tým bolo spojených toľko prekážok, výraz „určovať zemepisnú dĺžku“ sa začal používať na označenie hocijakého problému, ktorý sa zdal neprekonateľný.

Tesár prijíma výzvu

Dedinský tesár John Harrison z dediny Barrow Upon Humber v grófstve Lincolnshire sa rozhodol, že otázku určovania zemepisnej dĺžky skúsi vyriešiť. V roku 1713, ešte pred dovŕšením 20 rokov, zostrojil kyvadlové hodiny, ktoré boli takmer celé z dreva. Neskôr vynašiel mechanizmy, ktorými sa znížilo trenie a kompenzovali odchýlky spôsobené zmenami teploty. V tom čase mali aj tie najpresnejšie hodiny odchýlku minútu za deň. Ale Harrisonove hodiny mali odchýlku jednu sekundu za mesiac. *

Harrison sa potom zameral na to, ako vyrobiť časomer, ktorý by presne ukazoval čas na mori. Zaoberal sa tým štyri roky, na čo sa vydal do Londýna, aby Rade pre zemepisnú dĺžku, ktorá mala udeliť cenu, predložil svoj návrh. Tam ho zoznámili s uznávaným hodinárom Georgeom Grahamom, ktorý mu poskytol štedrú bezúročnú pôžičku na výrobu časomeru. V roku 1735 Harrison predstavil uveličenej Kráľovskej spoločnosti, ktorú tvorili najuznávanejší vedci v Británii, prvý presný námorný chronometer na svete. Bol z leštenej mosadze a vážil 34 kilogramov.

Hoci podmienkou na získanie ceny bola plavba do karibskej oblasti, Harrison bol vyslaný vyskúšať svoje hodiny pri plavbe do Lisabonu. Jeho zariadenie fungovalo znamenite. Mohol požadovať, aby sa jeho chronometer okamžite vyskúšal pri plavbe cez Atlantický oceán, a tak sa dokázalo, že si zaslúži cenu. Ale tento perfekcionista bol presvedčený, že svoj prístroj môže ešte vylepšiť. V skutočnosti na prvom stretnutí s Radou pre zemepisnú dĺžku bol jediným človekom, ktorý kritizoval tieto hodiny, sám Harrison! A tak len požiadal o trochu peňazí a viac času, aby mohol prísť s ešte lepším časomerom.

O šesť rokov priniesol Harrison druhý chronometer, ktorý vážil 39 kilogramov a bol vo viacerých ohľadoch zdokonalený. Ten si získal plnú podporu Kráľovskej spoločnosti. Ale Harrison, ktorý mal v tom čase 48 rokov, stále  nebol spokojný. Vrátil sa do svojej dielne a ďalších 19 rokov sa lopotil s výrobou tretieho prístroja úplne inej konštrukcie.

Pri práci na svojom treťom robustnom modeli úplnou náhodou prišiel na niečo zásadné. Jeden hodinár vyrobil vreckové hodinky založené na princípe jeho chronometra. Dovtedy sa predpokladalo, že veľké hodiny budú vždy presnejšie ako vreckové hodinky. Preto Harrisona udivila presnosť tohto nového prístroja. A tak keď sa nakoniec v roku 1761 pripravila skúšobná plavba krížom cez Atlantický oceán, úplne sa spoľahol nie na tretí model svojho chronometra, ale na štvrtý, ktorý vážil asi jeden kilogram a vychádzal z princípu vreckových hodiniek. Harrison údajne povedal: „Z celého srdca ďakujem Všemohúcemu Bohu, že som mohol žiť tak dlho, aby som ho ako-tak dokončil.“

Nespravodlivý verdikt

V tom období mali však aj astronómovia takmer úplne vypracovanú vlastnú metódu určovania zemepisnej dĺžky. Navyše, porote oprávnenej udeliť finančnú odmenu teraz predsedal astronóm Nevil Maskelyne. Harrisonov časomer bol podrobený skúške pri 81-dňovej plavbe naprieč Atlantickým oceánom. Ako sa osvedčil? Mal odchýlku iba päť sekúnd! Porota napriek tomu odkladala udelenie ceny Harrisonovi a tvrdila, že boli porušené niektoré pravidlá a že presnosť chronometra bola len výsledkom šťastnej náhody. Viedlo to k tomu, že Harrison dostal iba časť odmeny. Medzitým Maskelyne v roku 1766 vydal tabuľky s predpoveďami pozície Mesiaca, vďaka ktorým mohli moreplavci vypočítať svoju zemepisnú dĺžku len za pol hodiny. Harrison sa obával, že cenu mu vezme Maskelyne.

Potom, v roku 1772, vstúpil na scénu britský bádateľ, kapitán James Cook. Na svojej druhej historicky významnej plavbe používal kópiu Harrisonovho chronometra, o ktorom neskôr uviedol, že prekonal všetky očakávania. Ale Harrison, ktorý mal v tom čase 79 rokov, bol už natoľko sklamaný z prístupu Rady pre zemepisnú dĺžku, že podal sťažnosť anglickému kráľovi. Nato dostal v roku 1773 zvyšok peňažnej odmeny, hoci nikdy nebol oficiálne vyhlásený za víťaza. Zomrel o tri roky, v deň svojich 83. narodenín.

O niekoľko rokov sa dal presný námorný chronometer kúpiť za 65 libier. Nemožné sa stalo skutočnosťou, a to najmä vďaka genialite a húževnatosti dedinského tesára.

[Poznámka pod čiarou]

[Nákres/obrázok na strane 21]

(Úplný, upravený text — pozri publikáciu)

Určovanie zemepisnej dĺžky na základe času

6.00 12.00

SEVERNÁ AMERIKA BRITÁNIA

[Obrázok na strane 22]

Hodinár John Harrison

[Prameň ilustrácie]

SSPL/​Getty Images

[Obrázok na strane 22]

Harrisonov prvý model chronometra, vážiaci 34 kilogramov

[Prameň ilustrácie]

National Maritime Museum, Greenwich, London, Ministry of Defence Art Collection

[Obrázok na strane 22]

Harrisonov štvrtý model chronometra, vážiaci jeden kilogram (mierka nie je zachovaná)

[Prameň ilustrácie]

SSPL/​Getty Images

[Pramene ilustrácií na strane 20]

Loď v búrke: © Tate, London/​Art Resource, NY; kompas: © 1996 Visual Language