科普帖,收藏!你知道英国格林尼治天文台是如何成为经度原点的吗?

日期:2017-12-28 13:07:46
 
英国格林尼治天文台(Royal Greenwich Observatory, RGO)最早建于1676年,是英国国王理查二世于1675年在伦敦格林尼治建造的一个综合性天文台,坐落于格林尼治公园俯瞰着伦敦泰晤士河的一座小山上。
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格林尼治天文台成为全世界最负盛名的天文台的重要原因之一是,人们在这里找到了世界通用的“经度”。
 
格林尼治天文台第一个研究出了简易测定航海中船舶方位的方法,测定位置需要两个参数:经度和纬度。
 
海员们很早就懂得在夜间比照北斗星的高度角推算纬度,可是经度的计算要难得多。精确的海图出现之前,航海家只能用罗盘、铅垂线或大致估计的船速来确定自己的地理位置,很不可靠。
 
因此,在15世纪航海事业走向常规化的时候,随时测定船舶的位置就成了一个迫在眉睫的问题,也成了当时欧洲各国科学家竞技的焦点。
 
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格林尼治天文台最初的使命是:观测星空,绘制完整的星空图。这样人们就可以按照星空图来测定船舶所在地的经度。但这是一个费时费力、需要大量专业人才和专业观测工具与地点的工作。星空图绘制工作还没有完成的问题在18世纪初终于从“不便”演变成了“灾难”。
 
1707年10月,4艘英国海军的船只因为定位混乱而在西西里岛附近相撞,死亡2000多人,震惊世界。
 
英国议会就此成立了“经度委员会”,悬赏2万英镑(相当于现在100万英镑)征集确认经度的简易办法。这个奖项直到几十年后才出人意料地被一个名叫约翰·哈瑞森的钟表匠获得。
 
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早在1530年就有科学家指出:只要带上一座钟,让它从航海开始时保持准确的走时,到一个新地方后,把这座钟的时间和当地的时间比较,利用时差就可以测算两地的经度差,也就可以求得一个地方的经度。但当时的钟表要靠钟摆的摆动来计算时间,航行的船只无法保持水平,船一晃,钟摆一歪,时间就“不见”了。
 
这个当时并不可行的想法为后来的人们提供了一个找到经度的思路:只要有准确的计时工具,就可以在任何地方轻松地计算经度。
 
1730年,钟表匠约翰·哈瑞森走进了格林尼治天文台的大门,拜会当时的台长,也就是哈雷彗星在西方的发现者埃德蒙·哈雷,哈雷接纳了他。此后的29年里,哈瑞森用机械齿轮制作出了4代不需钟摆的计时器。他的第四代产品在62天的航行中仅仅出现了5秒的误差,完全可以用来计算经度。
 
皇天不负有心人,80岁的哈瑞森最终获得了这笔巨额奖金。
 
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在星空图和精密钟表的双重帮助下,1767年,根据格林尼治天文台提供的数据绘制的英国航海历出版了。这份航海历上规定的0度经度线就是通过格林尼治天文台的经线。那时,离开伦敦准备远航的人们都会带着自己的表到格林尼治天文台来,请天文台对表进行一个月的测试。在告别伦敦的时候,船只也会经过格林尼治,用0度经线的时间对一次时,再驶向茫茫大海。
 
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