A földrajzi hosszúság dilemmája

1707. október 22-én brit hadihajók vitorláztak a La Manche csatorna felé. De rosszul számították ki a pozíciójukat. Mi lett ennek a következménye? Az Atlanti-óceánon, a Scilly-szigetek közelében négy hajó zátonyra futott az angliai Land’s End-től délnyugatra. Közel 2000 ember veszett oda.

AZOKBAN a napokban a tengerészek könnyedén ki tudták számítani, hogy milyen földrajzi szélességen hajóznak, vagyis hogy milyen távol vannak az Egyenlítőtől északi vagy déli irányban. De azt már nem tudták pontosan kiszámítani, hogy melyik hosszúsági fokon haladnak át, vagyis hogy mekkora távolságot tettek meg keleti vagy nyugati irányban. A XVIII. század elején évente több száz hajó bontott vitorlát, hogy átszelje az Atlanti-óceánt, és gyakoriak voltak a hajótörések. De ez az 1707-ben történt katasztrófa ráirányította az angolok figyelmét a földrajzi hosszúság dilemmájára, ahogyan akkoriban ezt emlegették.

1714-ben a brit parlament 20 000 fontos jutalmat ajánlott annak, aki a tengeren pontosan meg tudja határozni a földrajzi hosszúságot. Ma ez az összeg több százmillió forintnak felelne meg.

Fogas kérdés

A földrajzi hosszúság meghatározása rendkívül nehéz feladat volt, mivel pontos időmérő eszközre volt hozzá szükség. Ennek szemléltetésére képzeld el, hogy Londonban laksz. Délben telefonhívást kapsz valakitől, aki ugyanazon a szélességi fokon lakik, mint te, de ott reggel hat óra van. Ez azt jelenti, hogy nála hat órával korábban van. Ha jó vagy földrajzból, ki tudod következtetni, hogy a telefonáló Észak-Amerikában él, ahol épp most kel fel a nap. De ha másodpercre pontosan tudnád, hogy mennyi ott az idő – nem az időzóna szerint, hanem a nap állásához viszonyítva –, akkor precízen meg tudnád határozni, hogy ő melyik hosszúsági fokon van.

Évszázadokkal korábban a tengerészek bárhol voltak is a földön, egyszerűen a nap állásából állapították meg, hogy dél van. Ha elég pontosan tudták, hogy otthon mennyi az idő, akkor 50 kilométeres pontossággal meg tudták határozni a földrajzi hosszúságot. Hogy megnyerjék a korábban említett díjat, egy hathetes hajóút során kellett ilyen precízen kiszámítaniuk a földrajzi hosszúságot.

A probléma csak az volt, hogy nem tudták, mennyi az idő otthon. A tengerészek vihettek volna magukkal ingaórát, de az nem működött a nyílt tengeren hánykolódó hajón. Ezenkívül a rugókkal és fogaskerekekkel működő órák még mindig nagyon kezdetlegesek és pontatlanok  voltak, és hatással volt rájuk a hőingadozás is. De mi a helyzet a körülöttünk működő hatalmas órával, amely olyan égitestekből áll, mint amilyen a hold?

Nehéz csillagászati feladat

A csillagászok új mérési módszerrel álltak elő. Azt javasolták, hogy készítsenek olyan táblázatokat, amelyekben feltüntetik a hold állását bizonyos csillagokhoz képest. Így a tengerészek meg tudnák határozni a földrajzi hosszúságot.

Csillagászok, matematikusok és tengerészek több mint száz évig küszködtek a problémával, de az túl bonyolult volt, ezért nem született igazi áttörés.

Egy ács nagy fába vágja a fejszéjét

Egy falusi ács, John Harrison, aki Lincolnshire grófságban a Barrow Upon Humber településen élt, úgy döntött, hogy megpróbálja megoldani a földrajzi hosszúság dilemmáját. 1713-ban, alig 20 évesen, készített egy ingaórát, amely majdnem teljes egészében fából volt. Később olyan szerkezeteket talált fel, amelyek csökkentették a súrlódást, és ellenálltak a hőingadozásnak. Akkoriban a világ legjobb órái egy percet tévedtek egy nap alatt. De Harrison órái mindössze egyetlen másodpercet tévedtek egy hónap alatt. *

Harrison ezután azt próbálta megoldani, hogy pontosan lehessen mérni az időt a tengeren. Ezen négy évig törte a fejét, majd Londonba utazott, hogy előterjessze megoldását a földrajzi hosszúság megállapításával foglalkozó bizottság előtt, amely a díj odaítéléséről döntött. Londonban Harrison találkozott egy kiváló órásmesterrel, George Grahammel, aki nagylelkűen kamatmentes kölcsönt adott neki, hogy el tudja készíteni az óráját. 1735-ben a legnagyobb brit tudósokból álló Királyi Társaság előtt Harrison bemutatta a világ első pontos tengeri kronométerét. A tudósok elragadtatással fogadták a 34 kilogrammos, rézzel borított, csillogó órát.

Ahhoz, hogy Harrison megnyerje a díjat, a Nyugat-​indiai-​szigetekre kellett volna utaznia az órájával, ehelyett azonban Lisszabonba küldték. A szerkezete bámulatosan teljesített! Harrison azonnal kérhette volna, hogy elindulhasson az Atlanti-óceánt átszelő próbaútra, hogy bizonyíthassa, az órája méltó a díjra. De a bizottság első ülésén maga Harrison volt az, aki elégedetlen volt az órával. A maximalista Harrison úgy gondolta, hogy tovább tudná fejleszteni az órát. Ezért csak egy kis pénzt és időt kért, hogy még jobbat készíthessen.

Hat évvel később Harrison második, továbbfejlesztett kronométere, amely 39 kilogramm volt, elnyerte a Királyi Társaság tetszését. De a 48 éves Harrison még most sem volt elégedett. Visszatért a műhelyébe, és további 19 évig  dolgozott szorgalmasan a harmadik, merőben más konstrukcióján.

Mialatt ezen a súlyos, harmadik szerkezeten dolgozott, véletlenül felfigyelt valamire. Egy másik órás készített egy zsebórát Harrison tervei alapján. Korábban azt feltételezték, hogy a nagyméretű órák sokkal pontosabbak, mint a zsebórák. Harrisont azonban lenyűgözte az új szerkezet pontossága. Ezért 1761-ben, mikor végre nekivághattak az Atlanti-óceánt átszelő próbaútnak, Harrison a negyedik, a zsebóra mintájára készült egykilós kronométerben sokkal inkább bízott, mint a harmadik alkotásában. Harrison állítólag ezt mondta: „Hálát adok a Mindenhatónak, hogy ilyen sokáig élhettem, és valamelyest befejezhettem a művemet.”

Igazságtalan döntés

Ekkorra azonban a csillagászok már majdnem elkészítették a táblázatokat, melyeknek segítségével meghatározható volt a földrajzi hosszúság. Ráadásul a díj odaítéléséről döntő bizottság legbefolyásosabb bírója egy csillagász lett, Nevil Maskelyne. Harrison óráját egy 81 napig tartó, atlanti-óceáni út során próbálták ki. Hogyan vált be a szerkezet? Csupán öt másodpercet tévedett! Ám a bírák halogatták a díj átadását, azt állítva, hogy Harrison megszegett bizonyos szabályokat, és csak a jó szerencsén múlt, hogy az óra pontosan működött. Ezért Harrison csak a díj egy részét kapta meg. Mindeközben 1766-ban Maskelyne kiadta a táblázatokat, amelyek a hold várható állásait tartalmazták. Segítségükkel a tengerészek csupán fél óra alatt ki tudták számolni a földrajzi hosszúságot. Harrison attól tartott, hogy Maskelyne kapja meg a díj többi részét.

Majd 1772-ben a brit felfedező, James Cook lépett színre. A második, történelmi jelentőségű hajóútja során Cook kapitány Harrison órájának egy másolatát használta. Visszatérve arról számolt be, hogy az óra felülmúlta minden várakozását. De Harrisonnak, aki ekkor már 79 éves volt, annyira elege lett a bizottságból, hogy Anglia királyához fordult. Végül 1773-ban megkapta a jutalom fennmaradt részét, bár hivatalosan soha nem nyilvánították győztesnek. John Harrison három évvel később halt meg, amikor betöltötte a 83. életévét.

Néhány éven belül a pontos, tengeri kronométereket csupán 65 fontért be lehetett szerezni. A lehetetlen valósággá vált, ami nagy részben egy egyszerű ács briliáns tudásának és elhivatottságának köszönhető.

[Lábjegyzet]

[Ábra/kép a 21. oldalon]

(A teljes beszerkesztett szöveget lásd a kiadványban.)

A földrajzi hosszúság meghatározása az idő segítségével

6:00 12:00

ÉSZAK-AMERIKA ANGLIA

[Kép a 22. oldalon]

John Harrison, az órásmester

[Forrásjelzés]

SSPL/​Getty Images

[Kép a 22. oldalon]

Harrison első szerkezete, a 34 kilogrammos kronométer

[Forrásjelzés]

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

[Kép a 22. oldalon]

Harrison negyedik szerkezete, az 1 kilogrammos kronométer (nem méretarányos)

[Forrásjelzés]

SSPL/​Getty Images

[Képek forrásának jelzése a 20. oldalon]

Bajba jutott hajók: © Tate, London/​Art Resource, NY; iránytű: © 1996 Visual Language