Како је решен „проблем географске дужине“

Група британских ратних бродова пловила је 22. октобра 1707. према Ламаншу. Међутим, погрешно су израчунали свој положај. Какве су биле последице? Четири брода су се разбила о стене код острва Сили, у Атлантском океану, јужно од рта Ландзенд у Енглеској. Страдало је скоро 2 000 људи.

МОРЕПЛОВЦИ су у то време лако могли да израчунају своју географску ширину — удаљеност од екватора према северу или југу. Али, није постојао начин да прецизно одреде географску дужину — растојање од полазне тачке према истоку или западу. Почетком 18. века, стотине бродова су сваке године пловиле Атлантским океаном а бродоломи су се често дешавали. Међутим, у Енглеској се тек након несреће која се десила 1707. озбиљно започело с решавањем такозваног проблема географске дужине.

Британски парламент је 1714. понудио награду од 20 000 фунти ономе ко прецизно одреди географску дужину на мору. Та сума би данас одговарала износу од неколико милиона америчких долара.

Занимљива али тешка загонетка

Било је изузетно тешко измерити географску дужину јер је то изискивало прецизно мерење времена. Објаснићемо то помоћу једног примера: Замислите да живите у Лондону. У подне вам телефонира пријатељица која путује око света и каже да се тренутно налази на истој географској ширини као ви. Код ње је исти дан, али је на њеном часовнику шест ујутро. То значи да је она шест сати иза вас. Будући да знате географију, исправно закључујете да је она у Северној Америци, где је управо свануло. Сада замислите да у секунду тачно знате колико је сати код ње, не према широкој временској зони, већ према њеном тачном положају у односу на Сунце. На основу тих података могли бисте веома прецизно израчунати географску дужину на којој се она налази.

Пре више векова, где год да се затекао, морепловац је могао да одреди када је подне једноставно посматрајући Сунце. Уколико је довољно тачно знао колико је сати у месту из ког је кренуо, могао је да израчуна своју географску дужину с одступањем од око 50 километара. Да би неко добио награду коју смо споменули на почетку, било је потребно да на крају шестонедељне пловидбе с таквом прецизношћу израчуна географску дужину.

Међутим, проблем је представљало прецизно одређивање времена у месту поласка. Морепловац је могао да понесе часовник с клатном, али он не би радио на броду који таласи на пучини бацају тамо-амо. Сатови са опругама и зупчаницима су још увек били  веома једноставни и непоуздани. Осим тога, на њих је утицала и промена температуре. Али, да ли су могли помоћи велики природни сатови који нас окружују — небеска тела међу којима је и Месец?

Огроман подухват

Астрономи су предложили да се за мерење географске дужине користи метода лунарне удаљености. Она је подразумевала израду табела које би помогле морепловцима да одреде своју географску дужину на основу положаја Месеца у односу на одређене звезде.

Астрономи, математичари и поморци су се више од једног века мучили са овим проблемом, али је његова сложеност отежавала напредак. С обзиром на непремостиве препреке, израз „рачунање географске дужине“ почео је да се користи за сваки наизглед нерешив проблем.

Столар прихвата изазов

Џон Харисон, столар из села Бароу Апон Хамбер у области Линколншир, одлучио је да се ухвати у коштац с проблемом одређивања географске дужине. Имао је мање од 20 година када је 1713. направио сат с клатном који је скоро цео био од дрвета. Касније је измислио механизме који су смањили трење и утицај температурних промена. У то време су најбољи часовници одступали од тачног времена око минут дневно, док су Харисонови сатови одступали секунду месечно. *

Харисон се затим посветио изазову прецизног мерења времена на мору. Након што је око четири године размишљао о решењу, запутио се у Лондон да би свој предлог изнео Одбору за географску дужину, који је био овлашћен да додели награду. Тамо је упознао истакнутог часовничара Џорџа Грејама који му је дао повећи бескаматни зајам да реализује своју замисао. Харисон је 1735. представио први тачан поморски хронометар одушевљеним члановима Краљевског друштва које су чинили најуваженији британски научници. Тај сат од сјајног месинга био је тежак 34 килограма.

Одбор је послао Харисона и његов сат на пробну пловидбу до Лисабона — не до Карипских острва што је био услов за добијање награде — и уређај је одлично радио. Харисон је одмах могао да затражи пробну пловидбу преко Атланског океана да би доказао да његов сат заслужује награду. У ствари, на првом састанку Одбора за географску дужину једино је Харисон налазио замерке свом сату! Био је перфекциониста и сматрао је да може да побољша његов квалитет. Зато је само затражио још мало новца и више времена да би направио бољи часовник.

 Шест година касније, Харисон је задобио пуну подршку Краљевског друштва када је показао свој други хронометар, који је био тежак 39 килограма и имао мало боље карактеристике. Међутим, 48-годишњи Харисон још увек није био задовољан. Вратио се у своју радионицу и наредних 19 година неуморно радио на трећем, сасвим другачијем моделу.

Током израде тог гломазног трећег хронометра, Харисон је игром случаја открио нешто ново. По његовом нацрту, један часовничар је направио џепни сат. Увек се сматрало да су велики часовници прецизнији од џепних сатова. Али Харисон је био задивљен тачношћу сата који је направио његов колега. Када је 1761. коначно организована пробна пловидба преко Атлантског океана, Харисон није понео трећи хронометар већ је све наде положио у четврти модел тежак један килограм, направљен по узору на џепни сат. Харисон је наводно рекао: „Од срца захваљујем Свемоћном Богу што сам поживео толико дуго, довољно да завршим своје дело.“

Жртва неправде

Међутим, до тада су астрономи били надомак успеха са својом методом одређивања географске дужине. Осим тога, у то време се међу судијама изабраним да доделе награду највише истицао астроном Невил Маскелајн. Харисонов хронометар је био проверен током пловидбе преко Атлантика која је трајала 81 дан. Како се показао? Каснио је само пет секунди! Упркос томе, судије су одлагале додељивање награде Харисону, тврдећи да су нека правила прекршена и да је тачност тог хронометра пука случајност. Због тога је он добио само део награде. У међувремену је Маскелајн 1766. објавио табеле с предвиђеним положајима Месеца, које су омогућавале морепловцима да за само пола сата израчунају своју географску дужину. Харисон се прибојавао да би Маскелајн могао да добије награду.

Онда је 1772. на сцену ступио британски истраживач капетан Џејмс Кук. Током свог другог историјског путовања користио је копију Харисоновог хронометра и касније рекао да је та справа надмашила сва очекивања. Харисон је тада имао 79 година и био је толико озлојеђен због поступања Одбора за географску дужину да је упутио жалбу енглеском краљу. Она је решена у његову корист, па је 1773. добио остатак новца од награде, премда никада није званично проглашен за добитника. Умро је три године касније, на свој 83. рођендан.

У року од неколико година, прецизни поморски хронометри могли су се купити за 65 фунти. Оно што је изгледало немогуће ипак се остварило — у великој мери захваљујући оштроумности и преданости једног сеоског столара.

[Фуснота]

[Дијаграм/Слика на 21. страни]

(За комплетан текст, види публикацију)

Одређивање географске дужине помоћу времена

6.00 A.M. 12.00

СЕВЕРНА АМЕРИКА ВЕЛИКА БРИТАНИЈА

[Слика на 22. страни]

Џон Харисон

[Извор]

SSPL/Getty Images

[Слика на 22. страни]

Харисонов први хронометар, тежак 34 килограма

[Извор]

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

[Слика на 22. страни]

Харисонов четврти хронометар, тежак један килограм (величине предмета нису у сразмери)

[Извор]

SSPL/Getty Images

[Извори слика на 20. страни]

Брод у олуји: © Tate, London/Art Resource, NY; компас: © 1996 Visual Language