המצאת הזמן: מתי התחלנו להציץ בשעון?
עד לפני 150 שנה לא היה זמן אחיד ברחבי עולם, אבל אז הגיעה המהפכה התעשייתית והמציאה מחדש את מושג הזמן. כך עברה האנושות משעון השמש לשעון האטומי ומהפעמון שבראש מגדל הכנסייה לשעון המעורר. מסע בין מצרים הפרעונית לגריניץ'
אילו הייתה לכם מכונת זמן והייתם נוסעים בה בערך אלפיים שנה לאחור, הייתם מגיעים לעולם שבו זמן אינו נמדד בשניות, בדקות או בשעות. בעולם הזה, שרוב תושביו עסקו בענפי חקלאות למיניהם, רק תנועתם בשמים של השמש, הירח והכוכבים שיקפה את חלוף הזמן.
מחזוריות העונות, הנוצרת בגלל הקפת כדור הארץ את השמש, לימדה את האנשים שעברה עוד שנה. כולם נעו לפי יחידות זמן גדולות ומחזוריות, וכדי לתאם בין כל אנשי הקהילה – למשל, זמני תפילות ושעת יציאה לעבודה משותפת - השתמשו בשעוני שמש שהראו בערך מה השעה, וצלצלו בפעמונים מראשי מִגדלים כדי להכריז על זמנים חשובים.
המצרים הקדמונים היו הראשונים שהמציאו את מושג השעה וחילקו את היום ל-12 שעות ואת הלילה ל-12 שעות. אבל אורך היום והלילה מִשתנים במהלך השנה, ולכן השעה באותם הימים לא הייתה קבועה באורכה. האנשים הפשוטים המשיכו להשתמש בשעה שאורכה לא קבוע עוד זמן רב.
אבל אורח החיים של האדם השתנה, ולאט לאט נדרשו לו עוד ועוד תאומים של זמן. המהפכה התעשייתית, שהתחילה לפני כ-250 שנה, הביאה עימה שינויים טכנולוגיים מרחיקי לכת. במהלכה נוסדו לראשונה מפעלי תעשייה, ורבים מתושבי הכפרים עברו לגור בערים הגדולות, ליד המפעלים שבהם עבדו.
המהפכה שינתה לגמרי גם את החשיבה על זמן ואת דרכי המדידה שלו. לא עוד זמן מעגלי שנמדד ביחידות טבעיות גדולות, אלא זמן שמתקדם הלאה ונמדד ביחידות קטנטנות שהאדם המציא: דקות ושניות.
בשלב זה גם השעה הפכה ליחידת זמן קבועה – אחד חלקי 24 מיממה אחת. כך יכלו בני אדם לתאם זה עם זה (ועם המכונות החדשות) תיאומים עדינים ומדויקים הדרושים לייצור תעשייתי, לחיים בצפיפות עירונית, למסחר מפותח ולכלכלה בינלאומית מורכבת. אז גם החלו לייצר שעונים משוכללים יותר, ומדינות שרצו לעודד את התעשייה שלהן הציעו פרסים כספיים גדולים מאוד לממציאים שיצליחו ליצור שעונים מדויקים במיוחד.
הזמן המתואם מגיע ברכבת
תופתעו לדעת שעד לפני כ-150 שנה לא הייתה שום אחידות של זמן ברחבי העולם, ואפילו לא בין ערים וכפרים שכנים. אומנם לכולם היו 24 שעות ביממה, וכולם עבדו ביום וישנו בלילה, אבל כל קהילה קבעה את השעות שנוחות לה ונהגה לפיהן. אז כשבעיירה אחת היה שש בבוקר, בכפר הסמוך השעה הייתה יכולה להיות חמש או שבע - או אפילו שמונה. קצת מבלבל, לא?
הבעיה החמירה באמצע המאה ה-19, עם התפתחותן של מסילות הרכבת. הרכבות קישרו בין מקומות מרוחקים מאוד בטווח זמן קצר יחסית, ועוררו צורך דחוף בהתאמת השעות בכל המקומות מכל מיני סיבות: למשל, כדי למנוע תאונות בין רכבות שיוצאות ממקומות שונים בזמנים שונים, או כדי ליצור לוחות זמנים אחידים כך שהנוסעים יידעו מתי לבוא לתחנה ומתי הם יגיעו ליעדם.
בשנת 1884 התכנסה בוושינגטון שבארצות הברית ועידה בינלאומית ומצאה פתרון: העולם יחולק לאזורי זמן. קווים דמיוניים נמתחו לאורכו של כדור הארץ, מקוטב לקוטב, במרחקים שווים והעולם חולק ל-24 פלחים - כמספר שעות היממה. כל פלח כזה רוחבו 15 מעלות, הוא נחשב אזור זמן, ובכולו שוררת אותה שעה.
כמובן שכאן לא נגמרו הצרות: אם תסתכלו במפת אזורי הזמן, תראו שקווי האורך אינם ישרים. הסיבה היא שבמקומות בהם הקו היה אמור לחצות מדינה הסיטו אותו, כדי שמדינה קטנה לא תהיה מחולקת לשני אזורי זמן. אבל מדינות גדולות במיוחד אינן יכולות להשליט זמן אחד בכל שטחן, לכן רוסיה משתרעת על פני 11 אזורי זמן, ובארצות הברית (בלי האיים שבאוקינוס השקט) יש חמישה. לעומת זאת, בסין הענקית שורר "זמן בייג'ין" – והתוצאה היא שחלק מתושבי המדינה קמים לפני הזריחה והולכים לישון כשבחוץ עדיין אור מלא.
אחד מקווי האורך ששורטטו עובר בשכונת גריניץ' שבלונדון, והוא נקבע כקו האורך 0. השעה בגריניץ' ולאורך קו זה נקראה GMT (ראשי תיבות של "זמן גריניץ' ממוצע"), ולפיה נקבעו השעות בשאר העולם. אם מסתכלים במפה אפשר לראות שכל אזורי הזמן ממזרח לקו זה מתקדמים ביחס אליו ולכן מסומנים בפלוס, וכל אזורי הזמן ממערב לו מפגרִים אחריו ולכן מסומנים במִינוס. כשבגריניץ' שמונה בבוקר השעה אצלנו תהיה עשר, ואילו ברִיו דה ז'נרו שבברזיל השעה תהיה חמש לִפנות בוקר.
אם כך, אולי אנו יכולים להתקדם מערבה במהירות וכך לחזור אחורה בזמן? לבעיה הזו נמצא פתרון הקרוי "קו התארִיך הבינלאומי" שנמצא בדיוק 180 מעלות מגריניץ', כלומר באוקינוס השקט. מי שחוצה את קו התאריך בכיוון מערב, חייב להוסיף יום שלם; כלומר הוא אינו יכול לחזור אחורה בזמן. מי שחוצה את הקו בכיוון מזרח צריך לנהוג באופן הפוך ולהחסִיר יום אחד.
לא סתם נִקבע קו התאריך באוקיינוס השקט ולא ביבשה: אילו העבִירו אותו באמצע יבשת, הוא היה עלול לבלבל את התושבים הגרים משני צדדיו, שהיו נאלצים לשנות את התאריך ביומן שלהם בכל פעם שהיו עוברים דרכו. זו גם הסיבה לכך שקו התאריך הבינלאומִי אינו ישר לגמרי: במקומות מסוימים הוא מוסט מזרחה או מערבה כך שיעבור רק בים ולא באזורים שיש בהם איים מיושבִים.
דִיוק של עשירית מיליארדית השנייה
בימינו הזמן שלפיו מתאמִים את השעות בעולם נקרא UTC, (ראשי תיבות של "זמן אונִיברסלִי מתואם"). בעידן שבו מטוסים טסים מקצה אחד של העולם לקצה האחר תוך כמה שעות, אנשים סוחרים בבורסות של מדינות אחרות מדי יום, מכשירים שמקושרים ללוויינים אומרים לנו איפה לפנות ימינה, וכולם מחוברים לאינטרנט - בעידן כזה, תיאום הזמן העולמי חייב להגיע לרמת דיוק של חלקיקי שנייה.
כדי להשיג דיוק כזה נבנה באנגליה בשנת 1955 השעון האטומִי הראשון. סביב גרעין האטום נמצאים חלקיקים קטנטנים הקרויים אלקטרונִים. חלקיקים אלו יכולים לעבור בין מצבים שונים ותוך כדי כך לִפלוט קרינה. אם מודדים את תכונותיה של הקרינה הזאת, רואים שמדובר במין גל שעולה ויורד בקצב קבוע, ממש כמו גל בים שיש לו נקודות שיא ונקודות שפל.
בשעון אטומי משתמשים בחומר הקרוי צזיום וסופרים כמה פעמים הגל שנִפלט ממנו מגיע לשיא העוצמה. אחרי כל 9,192,631,770 (יותר מתשעה מיליארדים) שיאִים של הגל אנו יודעים שעברה שנייה אחת בדִיוק, ואז מתחילים לספור מחדש.
הסטִייה של השעונים האטומיים של היום אינה עולה על עשירית של מיליארדית השנייה ביממה, רמת דיוק גבוהה יותר מכל מדִידה מוכרת של סיבוב כדור הארץ. לכן הוחלט שהזמן האוניברסלי המתואם ייקבע לפי שעונים אטומיים שסופרים שניות בדיוק רב.
אלא שאי אפשר לוותר לגמרי על מדידת הזמן הוותיקה המבוססת על מיקום גרמי השמים. סיבוב כדור הארץ סביב צירו הולך ומואט במרוצת השנים עקב השפעת הירח, ולכן קורה לפעמים שבשנה מסוימת נוצר פער של שנייה בין חישוב הזמן לפי סיבוב כדור הארץ ובין חישוב השניות של השעון האטומי, והרי פער כזה שגדל עם הזמן עלול לגרום בעוד אלפי שנים לכך שהשקיעה והזריחה יתרחשו בשעות שונות מאלו המוכרות לנו כיום.
לכן, אם נוצר פער של שנייה, מודיע "המכון הבינלאומי לסיבוב כדור הארץ" שבאמצע השנה או בסופה יוסיפו שנייה לדקה האחרונה באותה היממה כך שיהיו בה 61 שניות, וכל השעונים העולמיים מעודכנים בהתאם כדי לשמור על תיאום. הפעם הראשונה שזה קרה הייתה בשנת 1972, ומאז נוספו 25 שניות. השנייה האחרונה נוספה בדקה האחרונה של שנת 2008.
הכתבה המלאה התפרסמה בגיליון ינואר של המגזין "גליליאו צעיר "
לפנייה לכתב/ת 
