La ligne de date internationale (IDL) est une ligne imaginaire - et arbitraire - sur la surface de la Terre qui s'étend du pôle Nord au pôle Sud. Lorsque vous traversez l'IDL, le jour et la date changent. Si vous le traversez en voyageant vers l'ouest, le jour avance d'une unité et la date augmente d'une unité. Si vous le traversez en voyageant vers l'est, l'inverse se produit.
L'IDL n'est pas une question de droit international, mais c'est l'une des rares normes adoptées à l'échelle mondiale. L'IDL est crucial pour l'interconnectivité mondiale, la communication instantanée, la mesure du temps et des bases de données internationales cohérentes. Il s'agit principalement de commodité, de commerce et de politique. L'IDL s'est produit pour les mêmes raisons que l'émergence d'Internet - cela fonctionne, et cela facilite un peu la vie. Avant de discuter de la manière et de la raison de la création de la ligne de date internationale, nous devons d'abord examiner la question du respect de l'heure.
«Est-ce que quelqu'un sait vraiment quelle heure il est?
Dans les jours précédant les horloges mécaniques, le temps était mesuré principalement à l'aide de cadrans solaires. Les gens se sont appuyés sur la définition que "midi" était quand le soleil était le plus haut dans le ciel et plein sud. Un «jour» était simplement le laps de temps entre deux «midi» consécutifs. La plupart des villes de la planète ont réglé leur horloge sur ce cycle, et tout allait bien - au moins dans une ville en particulier.
Le problème était que chaque ville connaissait son heure de midi (apparente) à midi. Selon la longitude, les villes adjacentes peuvent avoir une heure, disons, de 11 h 45 ou 12 h 15. affiché sur leurs cadrans solaires. Près de l'équateur, le déplacement vers l'ouest d'environ 1 000 milles (1 600 kilomètres) retarde l'arrivée de midi d'une heure.
Au 19e siècle, l'émergence des chemins de fer transcontinentaux compliqua encore les choses. Ce siècle a également vu des montres mécaniques précises devenir largement disponibles. Les voyageurs se sont retrouvés à réinitialiser leurs montres de plusieurs minutes à chaque station à l'est ou à l'ouest. C'était au mieux gênant.
Toujours au cours de ce siècle, l'émergence de la télégraphie a créé des problèmes de chronométrage pour les entités commerciales et militaires - les premiers adoptants. Le télégraphe, inventé en 1832 par Pavel Schilling, fut le premier véritable système de "messagerie instantanée" (IM). Il a permis la communication sur de grandes distances en utilisant l'électricité, qui se déplace (presque) à la vitesse de la lumière.
Le téléphone, breveté en 1876 par Alexander Graham Bell, était le deuxième système de messagerie instantanée de ce type. Et bien sûr, pour utiliser efficacement l'un ou l'autre système, il est utile de connaître les heures d'horloge aux emplacements de l'expéditeur et du destinataire.
Latitude et longitude
Avant d'expliquer comment les fuseaux horaires ont résolu ces problèmes d'horloge, examinons rapidement la latitude et la longitude. Vers 150 av.J.-C., Hipparque de Nicée, mathématicien et astronome grec, a proposé une grille mondiale de lignes de longitude et de latitude pour mesurer la position. C'était un système de coordonnées pour localiser des points à la surface d'une sphère. L'axe vertical mesurait la «latitude» et l'axe horizontal la «longitude». Bien que prémonitoire, son idée languit pendant plus d'un millénaire.
Pendant l'ère de la découverte, à partir du XVe siècle, les cartographes ont vu la nécessité d'une mesure normalisée de la latitude et de la longitude. Si votre intention est de cartographier ou de revendiquer un emplacement géographique, vous devez décrire sa position sans ambiguïté. La Grande-Bretagne a "dominé les vagues" à l'époque et a pris les devants dans cette entreprise.
Le Portugal et l'Espagne, les autres grandes nations maritimes, utilisaient leurs propres systèmes, mais ont finalement été renvoyés en Angleterre. La latitude était moins un problème que la longitude, car il n'y avait aucun différend sur l'emplacement des pôles (latitude 90 degrés nord et 90 degrés sud) et de l'équateur (latitude 0 degrés). Cependant, la sélection d'un point de départ pour la mesure de la longitude (le méridien à 0 degré) était arbitraire. Il était davantage basé sur la fierté nationale et la commodité.
En 1851, l'Angleterre a désigné le premier méridien (0 degré de longitude) comme le méridien traversant l'observatoire de Greenwich. Ils étaient la nation maritime dominante à cette époque, avaient des colonies dans le monde entier, utilisaient des horloges mécaniques de pointe et étaient scientifiquement qualifiés pour établir une norme. Vous avez entendu le dicton "Le soleil ne se couche jamais sur l'Empire britannique". C'était autrefois vrai. L'Angleterre avait des colonies partout dans le monde, donc c'était toujours "de jour" quelque part dans l'Empire britannique. La Grande-Bretagne avait du poids.
Fuseaux horaires
À la fin du XIXe siècle, les scientifiques, les chemins de fer et les autres industries émergentes ont ressenti le besoin d'une norme de temps mondiale. Le premier système de ce type, utilisant 24 fuseaux horaires standard, a été proposé par Sir Sandford Fleming en 1876. Sandford était un ingénieur écossais, qui a contribué à la conception du réseau ferroviaire canadien. Son système n'a été officiellement sanctionné par aucune entité mondiale, mais en 1900, il a engendré l'adoption du système de fuseau horaire utilisé aujourd'hui. Nation par nation, le monde a adhéré à l'idée de Fleming.
Dans chaque fuseau horaire, toutes les horloges seraient réglées sur une heure moyenne qui représentait le mieux l'emplacement du soleil dans le ciel. Ce temps est appelé temps solaire moyen. Cadrans solaires, par comparaison, mesure temps solaire apparent, appelé quelques fois vrai temps solaire.
Le processus de fuseau horaire a commencé en 1883 pour les États-Unis, lorsque la nation a été divisée en quatre fuseaux horaires standard. Chaque zone était centrée sur un méridien de longitude:
- Heure normale de l'Est (EST) à 75 degrés W (à l'ouest du méridien principal)
- Heure normale du Centre (CST) à 90 degrés W
- Heure normale des Rocheuses (MST) à 105 degrés W
- Heure normale du Pacifique (PST) à 120 degrés W
Le Royaume-Uni a déjà entamé un processus similaire et le reste du monde a rapidement emboîté le pas. En 1900, le système mondial de fuseaux horaires que nous utilisons aujourd'hui était assez bien établi. L'augmentation de la connectivité mondiale exigeait un système universel de mesure du temps, et les fuseaux horaires standard étaient la réponse.
La plupart des fuseaux horaires ne suivent pas précisément les méridiens de longitude. Ils zig et zag comme nécessaire pour garder les îles, les petits pays et les grandes zones métropolitaines sur la même heure d'horloge - une concession évidente à la commodité.
Les fuseaux horaires standard ont une largeur de 15 degrés, car 360 degrés divisés par 24 heures correspondent à 15 degrés par heure. Ils sont numérotés par heure à partir du premier méridien (longitude 0 degrés), qui traverse Greenwich, en Angleterre. L'horloge de Greenwich montre ce qu'on appelle l'heure moyenne de Greenwich (GMT). Le système de numérotation permet de trouver facilement l'heure dans d'autres zones.
Par exemple, la Californie, à huit fuseaux horaires à l'ouest de Greenwich, se trouve dans une zone nommée Pacific Standard Time (PST). Cette zone est également étiquetée "GMT-8" ou GMT + 16. "Donc, si l'heure à Greenwich est 12h00, l'heure en Californie est 4h00 (12h00 - 8 heures).
GMT contre UTC
Depuis 1972, GMT a été largement remplacé par UTC (Universal Coordinated Time). Lorsque les horloges atomiques ont été inventées dans les années 1950, il est devenu possible de mesurer le temps avec une précision meilleure que celle fournie par la Terre en rotation.
Le GMT était un système à "temps moyen" basé sur des observations télescopiques de l'observatoire de Greenwich. L'UTC, bien que synchronisé avec le GMT, tient compte des légères variations du taux de rotation de la Terre. De temps en temps, une "seconde intercalaire" est ajoutée (ou soustraite) à l'horloge mondiale - c'est une correction entre GMT et UTC. La période de rotation de la Terre peut varier d'exactement 24 heures d'une fraction de seconde dans les deux cas, en fonction des perturbations géologiques.
Par exemple, lorsque les glaciers fondent, il y a un transfert de masse des latitudes plus élevées vers l'équateur. Comme pour un patineur artistique qui ralentit sa vitesse de rotation en étendant un bras ou une jambe, la loi de conservation de la vitesse angulaire nécessite une réduction de la vitesse de rotation pour compenser cette redistribution de la masse. Les scientifiques estiment qu'un tremblement de terre de magnitude 9,0 au Japon en 2011 a éloigné suffisamment de masse de l'équateur pour raccourcir la journée de 1,8 microsecondes (0,0000018 s).
Les astronomes doivent également tenir compte de la différence entre le temps apparent et le temps moyen. Cette différence dépendra de la distance à laquelle se trouve l'est ou l'ouest dans un fuseau horaire, ainsi que de l'équation du temps, qui dépend de la date. Et puis il y a cette correction déroutante appelée heure d'été (DST). Mais encore une fois, pour comprendre l'IDL, nous pouvons ignorer ces complications.
Qu'est-ce que l'IDL?
Nous connaissons tous le changement de jour et de date à minuit, quel que soit votre emplacement sur la planète. Mais pour utiliser un système de fuseau horaire mondial avec un IDL, le jour et la date doivent être séparés à deux emplacements - vous ne pouvez pas diviser un cercle en deux parties avec une seule "coupe". La solution a été fournie en 1884 par la Conférence internationale des méridiens (IMC), qui s'est tenue à Washington, D.C., et a réuni des représentants de 26 nations.
L'IMC a sélectionné le méridien à 180 degrés comme l'autre "coupe", non pas parce qu'il était directement en face du méridien principal (n'importe quel méridien aurait pu être cet autre "coupe"). Le méridien à 180 degrés a été choisi parce qu'il traverse principalement l'océan ouvert dans le Pacifique central, zigzaguant et zaguant pour garder les nations voisines à leur propre jour et date. Le choix de 180 degrés était donc arbitraire, mais il a établi l'IDL utilisé aujourd'hui.
Bien que l'IDL commence au milieu de son fuseau horaire UTC ± 12 aux deux pôles - exactement à 180 degrés de longitude - pour la majeure partie de sa longueur, il se déplace vers l'est et coïncide avec le bord oriental de son fuseau horaire, qui zigs également et zags. En fin de compte, cet hébergement maintient les nations insulaires d'Océanie chacune sur leur propre horloge et calendrier. Mais il y a des exceptions.
Les îles qui ont sauté une journée
Juste avant minuit le 29 décembre 2011, les Samoans se sont réunis autour de la tour de l'horloge dans la capitale d'Apia pour célébrer le moment historique de sauter de l'autre côté de la ligne de date internationale.
Alors que l'horloge sonnait à 12 h 00, le peuple des Samoa, ainsi que leurs voisins de l'île de Tokelau, ont bondi jusqu'au samedi 31 décembre 2011 - sautant complètement le vendredi. Les îles étaient désormais considérées comme étant du côté ouest de l'IDL dans l'hémisphère oriental. Plus précisément, ils ont changé leur fuseau horaire de UTC-11 à UTC + 13.
La décision était économique. Bien que le Samoa ait mené une grande partie de ses activités avec les États-Unis au siècle précédent, ce commerce s'est considérablement déplacé vers la région Asie-Pacifique, en particulier la Nouvelle-Zélande et l'Australie.
Ainsi, bien que les Samoa soient plus proches géographiquement des pays du Pacifique, il y avait une différence très gênante de 23 heures entre les Samoa et la Nouvelle-Zélande et une différence de 21 heures entre les Samoa et la côte est de l'Australie, selon EarthSky Communications. Afin de mieux synchroniser leurs semaines de travail avec leurs principaux partenaires commerciaux, les deux pays insulaires ont décidé de sauter par-dessus l'IDL.
Dans un article publié le 28 décembre 2011 dans The Guardian, le Premier ministre des Samoa, Tuilaepa Sailele Malielegaoi, a exprimé les inconvénients de la situation antérieure des IDL:
"En faisant des affaires avec la Nouvelle-Zélande et l'Australie, nous perdons deux jours ouvrables par semaine. Alors que c'est vendredi ici, c'est samedi en Nouvelle-Zélande et quand nous sommes à l'église dimanche, ils font déjà des affaires à Sydney et Brisbane. "
Cette transition IDL était quelque chose d'un retour aux sources pour les Samoans. Il y a plus d'un siècle, le pays se trouvait du côté ouest de l'IDL, mais a décidé en 1892 de se déplacer vers le côté est pour se rapprocher de l'heure des États-Unis. Ainsi, pendant 119 ans, les Samoans ont assisté au dernier coucher de soleil de la journée et ont été les derniers à sonner le nouvel an - ils sont maintenant l'un des premiers.
Malheureusement, il y aura toujours des inconvénients à vivre si près de l'IDL: il y a maintenant une différence de 24 heures entre les Samoa - situées sur la partie ouest de la chaîne des îles Samoa - et les Samoa américaines du côté est.
Les Tonga ont également préféré être à UTC + 13 (ou UTC-11) pour des raisons de commerce et de commodité. Les îles Chatham, à près de 500 miles (800 km) à l'est de la Nouvelle-Zélande, règlent les horloges à UTC + 12,75, créant un fuseau horaire "orphelin" à l'intérieur de UTC ± 12. Des fuseaux horaires fractionnaires sont utilisés à 16 endroits dans le monde. Les pays choisissent simplement ce qui leur convient le mieux.
Regardez le travail IDL
Dans la vidéo ci-dessus, étudiez la première image en pause avant d'appuyer sur "play". Il montre l'IDL (ligne blanche) au point de minuit. Par souci d'étiquettes, disons que le coin vert représente la première heure du samedi. Vendredi, la partie bleue de la Terre est encore. La partie rouge (qui apparaîtra plus tard) sera dimanche.
Ce coin vert est le premier fuseau horaire à l'ouest de l'IDL. L'ouest est dans le sens des aiguilles d'une montre comme on le voit dans cette vue du dessus du pôle Nord. A noter, ce fuseau horaire vert:
- mesure 15 degrés de large, couvre 1/24 de la circonférence de la Terre et une heure;
- est centrée sur le méridien à 180 degrés;
- s'étend de 172,5 degrés de longitude à 187,5 degrés de longitude;
- coïncide avec l'IDL le long de la majeure partie de sa frontière orientale;
À l'instant où l'IDL passe à minuit, ce fuseau horaire entier enregistre le début d'une nouvelle journée. Tous les emplacements dans un fuseau horaire donné doivent être sur la même heure d'horloge. Il existe quelques exceptions: les pays (et régions au sein des pays) qui ont choisi de ne pas utiliser l'heure d'été, et ceux qui ont choisi d'utiliser des fuseaux horaires fractionnés. Mais nous pouvons ignorer cela pour l'instant.
Le modèle de cette animation est idéalisé de plusieurs façons. Plus important encore, tous les fuseaux horaires ont exactement 15 degrés de largeur et sont centrés sur 24 méridiens de longitude régulièrement espacés. De plus, l'IDL suit exactement le bord est de tout le fuseau horaire UTC ± 12. Ce n'est pas tout à fait comme ça dans le monde réel, mais cela simplifie grandement mon modèle.
Maintenant, n'hésitez pas à cliquer sur "jouer". Regardez comment le vendredi bleu rétrécit à mesure que le samedi vert grandit. Regardez ce qui se passe lorsque l'IDL revient à minuit et que le jour et la date suivants commencent. Vous verrez le dimanche rouge "se dérouler" et remplacer le samedi vert pendant que la Terre tourne. Utilisez le curseur pour faire des allers-retours et regardez comment cela se produit.
Il y a deux choses à noter à propos de l'IDL. Premièrement, à tout moment, il y a deux jours et dates séquentiels en vigueur sur la Terre. Ces jours et dates sont séparés par l'IDL, qui s'étend du pôle Nord au pôle Sud (environ) le long du méridien de longitude de 172,5 degrés.
Deuxièmement, ces deux jours et dates sont également séparés par la ligne de minuit, le méridien exactement en face du soleil. Il y a donc vraiment deux "lignes de date" sur Terre - l'une tourne avec la planète (l'IDL), et l'autre reste fixe au méridien de minuit. Sur les côtés opposés des deux «lignes de date», le jour et la date sont toujours différents.
Greenwich, nous avons un problème…
Mais attendez. Il semble y avoir une exception à cette règle. Le monde entier semble être sur la même jour et date pour une heure tous les jours. Il commence lorsque la limite est du fuseau horaire UTC-11 atteint minuit. Il se termine lorsque le bord oriental du fuseau horaire suivant, l'IDL (UTC ± 12), frappe à minuit. A ce moment, une nouvelle journée commence à se dérouler.
Regardez à nouveau l'animation si vous ne l'avez pas remarqué. Cela ne dure qu'une heure, soit environ une seconde dans la vidéo. Vous le verrez deux fois, chaque fois que l'IDL approche à minuit.
Mais, comme expliqué précédemment, il s'agit d'un modèle idéalisé. De nombreux fuseaux horaires près de l'IDL ont été "contournés" au point où il est jamais le même jour partout dans le monde. En vérité, c'est pour un «instant» infinitésimal - lorsque l'IDL atteint minuit.
Il y a quelques exceptions à ce scénario. Par exemple, les îles Midway sont en UTC-11 et les îles Marshall en UTC ± 12. Consultez cette carte détaillée des fuseaux horaires dans cette zone. Si vous utilisez la fonctionnalité Meeting Planner sur le serveur d'heure mondiale pour ces deux îles, vous verrez qu'elles partagent en effet le même jour et la même date pour la dernière heure de la journée, comme le montre mon animation. Vous pouvez voir ce résultat ici.
Il existe d'autres combinaisons qui fournissent le même résultat. L'essentiel est que les fuseaux horaires sont si mélangés dans cette région que de nombreuses "règles" sont brisées. Par exemple: La traversée de l'IDL change le jour et la date, mais pas l'heure. Des exceptions existent pour les deux parties de cette «règle». C'est pourquoi nous avons besoin de cartes de fuseaux horaires et de serveurs d'heure mondiale. Heureusement, les applications GPS connaissent toutes les règles et exceptions, alors gardez votre téléphone intelligent à la bonne heure, le jour et la date où que vous voyagiez.
Si vous vous teniez sur l'IDL avec un pied de chaque côté, quel jour serait-ce?
Question piège. Puisque vous avez "traversé" l'IDL, chaque pied serait dans une journée différente. Si vous portiez une montre à deux mains, techniquement, elles devraient être réglées sur des jours et des dates différents. La question de quoi temps ces montres doivent être réglées sur n'est pas aussi facile de répondre.
Selon l'endroit où vous vous trouvez sur l'IDL, les heures peuvent être différentes d'une heure. C'est là que l'heure d'été peut gâcher les choses, car certains endroits l'observent et d'autres non. Et puis il y a cette complication de fuseau horaire fractionnaire.
Mais «se tenir à califourchon sur l'IDL» n'est pas facile. À moins que vous ne soyez sur un bateau ancré à l'IDL, il n'y a vraiment aucun endroit où vous pouvez "vous tenir" de la manière décrite, sauf près des pôles. Étant donné que les méridiens de longitude convergent aux pôles, il est possible de traverser plusieurs fuseaux horaires lors d'une randonnée arbitrairement courte. À un kilomètre de chaque pôle, les fuseaux horaires ne font que 262 mètres de large. Si vous étiez exactement sur l'un ou l'autre des pôles, vous pourriez vous tenir debout avec un pied dans les 24 fuseaux horaires.
Les choses deviennent beaucoup plus simples en utilisant seulement quelques fuseaux horaires près des pôles. Certaines bases scientifiques en Antarctique utilisent l'heure de la Nouvelle-Zélande (UTC ± 12), car c'est un point d'embarquement populaire pour les voyages en Antarctique. D'autres ont réglé leurs horloges sur UTC. Les astronautes de la Station spatiale internationale font la même chose. L'ISS se déplace à une vitesse étonnante de 4,7 milles par seconde (7,7 km / s). C'est 5,7 fois plus rapide qu'une balle de vitesse. L'ISS effectue un voyage autour de la Terre toutes les 90 minutes. Ainsi en 24 heures, les occupants connaissent 32 alternances de jour et de date, et profitent de 16 levers et 16 couchers de soleil. Pour simplifier les choses, leurs horloges sont définies sur UTC + 0.
Le temps n'est qu'un outil
Comprendre l'IDL est un exercice d'arithmétique et peut-être de géométrie. Ce n'est pas de la magie, ce n'est pas de la physique et c'est à peine de l'astronomie. Il s'agit de fixer des normes de temps arbitraires sur une planète en rotation. Le temps, en ce sens, n'est qu'un autre outil d'une société technologique moderne.
Une dernière note historique: Au cours de la circumnavigation du globe par Magellan en 1519-1522, son navigateur nota avec diligence le passage de chaque jour de leur voyage. Quand ils sont rentrés au port d'attache, le jour et la date étaient décalés d'une heure. Il n'a pas fallu longtemps pour comprendre comment cette erreur s'est produite.
Lorsque vous voyagez vers l'ouest (en face de la direction de rotation de la Terre), chaque jour sera légèrement plus long que 24 heures - c'est-à-dire si vous mesurez votre «jour» comme le temps entre deux «midi» successifs. Au cours des trois années de leur voyage, ces légères différences ont totalisé une journée entière. C'était près de trois siècles avant la création de l'IDL, mais cela a démontré la nécessité d'ajuster le jour et la date lors des voyages dans le monde.
Grâce à la science, tout est désormais compris. Au 21e siècle, les gens tiennent l'IDL pour acquis. Les voyages transpacifiques sont routiniers, et nous le savons tous quoi se produit lorsque vous traversez l'IDL. Maintenant tu sais Pourquoi ça arrive.
Dan Heim a enseigné la physique et les mathématiques pendant 30 ans - plus si l'on compte son club de sciences de l'école primaire. Depuis 1999, il est écrivain indépendant et crée des infographies et des animations pédagogiques. Dan est président du Desert Foothills Astronomy Club à New River, en Arizona. Son blog hebdomadaire Sky Lights couvre des sujets tels que l'astronomie, la météorologie et les sciences de la Terre, et les questions des lecteurs sont encouragées.
