Prizadevanje, da bi rešili »problem zemljepisne dolžine«

Angleško ladjevje je 22. oktobra 1707 plulo proti Rokavskemu prelivu. Vendar so napačno izračunali svoj položaj. In kakšne so bile posledice? Štiri ladje so doživele brodolom pri otokih Scilly, otoški skupini v Atlantskem oceanu, jugozahodno od angleškega rta Land’s End. Izginilo je skoraj 2000 ljudi.

V TISTIH dneh so mornarji brez težav izmerili zemljepisno širino – koliko južno ali severno so bili od ekvatorja. Niso pa mogli natančno izmeriti zemljepisne dolžine – kako daleč na vzhod oziroma zahod so odpluli. Na začetku 18. stoletja je vsako leto na stotine ladij plulo po Atlantskem oceanu in brodolomi so bili nekaj običajnega. Toda zaradi katastrofe leta 1707 so se nekateri Britanci lotili tako imenovanega problema zemljepisne dolžine.

Leta 1714 je britanski parlament obljubil nagrado v vrednosti 20.000 funtov tistemu, ki bi mu na morju uspelo natančno določiti zemljepisno dolžino. Danes bi ta nagrada znašala nekaj milijonov evrov.

Razburljiv izziv

Določanje zemljepisne dolžine je bilo izjemno zahtevno, ker je terjalo natančno merjenje časa. Da ponazorimo: Predstavljajte si, da živite v Londonu. Opoldne vas pokliče prijateljica, ki potuje po svetu in vam sporoči, da je trenutno na isti zemljepisni širini kakor vi, vendar njena ura kaže šest zjutraj. To pomeni, da je šest ur za vami. Ker vam geografija ne dela težav, pravilno sklenete, da je v Severni Ameriki, kjer je sonce pravkar vzšlo. Sedaj pa si zamislite, da do sekunde natančno veste, koliko je pri njej ura, toda ne na podlagi časovnega pasu, temveč na podlagi njenega dejanskega položaja glede na sonce. Tako bi lahko zelo natančno izračunali njeno zemljepisno dolžino.

Pred stoletji je pomorščak lahko kjer koli na zemlji določil, kdaj je ura poldne, tako da je enostavno pogledal sonce. Če je tudi precej točno vedel, koliko je ura pri njem doma, je lahko določil zemljepisno dolžino do 50 kilometrov natančno. Takšna natančnost je bila merilo ob koncu šesttedenskega potovanja za osvojitev prej omenjene nagrade.

Toda izziv je bil vedeti točen čas v domačem kraju. Pomorščak je lahko imel pri sebi uro na nihalo, toda ta ni delovala na ladji, ki so jo valovi premetavali sem ter tja, ure z vzmetmi in koleščki pa so bile še vedno nedodelane in netočne. Nanje so vplivale tudi  temperaturne spremembe. Kaj pa velika ura, ki nas obdaja – nebesna telesa, med drugim tudi Luna?

»Astronomska« naloga

Astronomi so predstavili metodo za merjenje zemljepisnih dolžin na podlagi Luninih razdalj. K temu so spadale tabele, ki naj bi pomorščakom omogočile določiti zemljepisno dolžino glede na položaj Lune v povezavi z določenimi zvezdami.

Več kot stoletje so se astronomi, matematiki in pomorščaki ukvarjali s tem problemom, toda zaradi njegove zapletenosti je bil napredek oviran. Glede na te velikanske ovire se je izraz »odkrivati zemljepisno dolžino« pričel v Veliki Britaniji nanašati na kateri koli problem, ki je bil videti nerešljiv.

Tesar sprejme izziv

Vaški tesar John Harrison iz vasi Barrow Upon Humber v Lincolnshiru se je odločil, da se loti tega problema. Leta 1713, še preden je dopolnil 20 let, je naredil uro na nihalo, ki je bila skoraj v celoti iz lesa. Kasneje je izumil mehanizme, s katerimi sta se zmanjšala trenje in vpliv temperaturnih sprememb. Takrat so najtočnejše ure na svetu zamujale za minuto na dan, medtem ko so Harrisonove ure zamujale za sekundo na mesec. *

Harrison se je nato osredinil na izzive, povezane z določanjem točnega časa na morju. Po štirih letih reševanja tega problema se je podal v London, da bi svoj predlog predstavil Komisiji za dolžine, ki je bila pristojna za to, da podeli nagrado. Tam so Harrisona predstavili vodilnemu urarju Georgeu Grahamu, ki mu je za izdelavo ure dal izdatno, brezobrestno posojilo. Leta 1735 je Harrison navdušeni Kraljevi družbi, ki so jo sestavljali najuglednejši britanski znanstveniki, predstavil prvi točni pomorski kronometer na svetu. Ta svetleča medeninasta ura je tehtala 34 kilogramov.

Harrisona so z njegovo uro poslali na pomorski preizkus do Lizbone – ne do otočja v Karibskem morju, kar je bil pogoj za osvojitev nagrade – in naprava se je odlično odrezala. Harrison bi lahko takoj zahteval čezatlantski preizkus, da bi dokazal, da je njegova ura vredna nagrade. Pravzaprav pa je bil on edini, ki je na prvem srečanju s Komisijo za dolžine kritiziral svojo uro! Ker je bil perfekcionist, je menil, da jo lahko še izboljša. Zato je zgolj prosil za nekaj denarja in več časa, da bi naredil še boljši kronometer.

Šest let kasneje je Harrison s svojim izboljšanim kronometrom, ki je tehtal 39 kilogramov, dobil popolno podporo Kraljeve družbe. Toda sedaj 48-letni Harrison še vedno ni bil zadovoljen. Vrnil se je v svojo delavnico  in se naslednjih 19 let mučil s tretjo, precej drugačno uro.

Medtem ko je delal na svojem masivnem tretjem modelu, je po naključju prišel do novega odkritja. Neki urar je naredil žepno uro, ki je temeljila na Harrisonovem modelu. Vedno je veljalo mnenje, da so velike ure točnejše od žepnih. Toda Harrison je bil presenečen nad točnostjo te nove naprave. Ko je leta 1761 končno napočil čas za čezatlantski preizkus, je opustil svoj tretji model in se povsem zanašal na svoj četrti, kilogram težek kronometer, ki je bil zasnovan na žepni uri. Harrison naj bi rekel: »Iz vsega srca se zahvaljujem Vsemogočnemu Bogu, da sem živel tako dolgo in ga [kronometer] vsaj nekoliko dokončal.«

Nepravična razsodba

Do takrat so bili astronomi že zelo blizu temu, da s svojo metodo uspešno določijo zemljepisno dolžino. Poleg tega je bil sedaj predsednik Komisije, pristojne za podelitev denarne nagrade, astronom Nevil Maskelyne. Harrisonov kronometer so preizkusili na 81-dnevnem prečkanju Atlantskega oceana. Kako se je naprava odrezala? Zaostala je za borih pet sekund! Kljub temu so sodniki odlašali z izplačilom nagrade, saj so trdili, da so bila kršena določena pravila in da je bila točnost kronometra zgolj srečno naključje. Tako je Harrison dobil le del nagrade. Leta 1766 je Maskelyne objavil tabele predvidenih položajev Lune, ki so pomorščakom omogočale, da so v samo pol ure izračunali svojo zemljepisno dolžino. Harrison se je zbal, da bo Maskelyne sam pobral nagrado.

Nato je leta 1772 na prizorišče stopil britanski raziskovalec kapitan James Cook. Na svojem drugem zgodovinskem potovanju je uporabljal kopijo Harrisonovega kronometra, za katerega je kasneje poročal, da je presegel vsa pričakovanja. Medtem je 79-letni Harrison postal tako razočaran nad Komisijo za dolžine, da se je pritožil angleškemu kralju. Tako je leta 1773 dobil preostanek denarja, čeprav ni bil nikoli uradno razglašen za zmagovalca. John Harrison je umrl tri leta kasneje, na svoj 83. rojstni dan.

Čez nekaj let je bilo mogoče točne pomorske kronometre kupiti za 65 funtov. Da, doseženo je bilo nemogoče, povečini zaradi genialnosti in predanosti vaškega tesarja.

[Podčrtna opomba]

[Shema/slika na strani 21]

(Lega besedila – glej publikacijo)

Določanje zemljepisne dolžine glede na čas

6.00 12.00

SEVERNA AMERIKA VELIKA BRITANIJA

[Slika na strani 22]

Urar John Harrison

[Vir slike]

SSPL/Getty Images

[Slika na strani 22]

Harrisonov prvi model, 34-kilogramski kronometer

[Vir slike]

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

[Slika na strani 22]

Harrisonov četrti model, kilogram težek kronometer (ni v naravni velikosti)

[Vir slike]

SSPL/Getty Images

[Navedba virov slik na strani 20]

Ladje v težavah: © Tate, London/Art Resource, NY; kompas: © 1996 Visual Language