من طرف ???? الثلاثاء أبريل 13, 2010 10:24 am الوقت، أو الزمن، أحد أعمق ألغاز العالم. ولا يستطيع أحد تحديد ماهيته بدقة؛ ولكن إمكان قياس الوقت، يجعل الحياة ممكنة؛ إذ يتطلب معظم الأنشطة الإنسانية، تشارك جماعات من الناس في العمل معاً، في مكان واحد، وفي وقت واحد؛ وهو ما لا يستطيعونه، إنْ لم يقيسوا الوقت بطريقة واحدة.
هناك طريقة للتفكير، في خصوص الزمن، هي تخيّل عالم من دون زمن. عندها سيكون العالم اللازمني في توقف تام. ولكن، إذا حدث نوع من التغير، فإن ذلك العالم اللازمني، سيكون مختلفاً، الآن، عما كان سابقاً. والفترة بين الماضي والحاضر، مهما كانت وجيزة، تشير إلى أن الوقت، قد مضى، بالفعل. وهكذا، فالوقت والتغير مترابطان؛ لأن مضي الوقت، يعتمد على التغيرات الجارية. ولا تتوقف التغيرات عن الحدوث أبداً، في العالم الحقيقي. ويبدو أن بعض التغيرات، تحدث مرة واحدة فقط، مثل سقوط ورقة نبات منفردة. وبعضها الآخر، يمكن أن يحدث مرة بعد مرة، مثل تكسر الأمواج، قبالة الشاطئ.
وأي تغير من التغيرات، التي تحدث مرة بعد مرة، يختلف عن التغيرات الأخرى؛ مثال ذلك شروق الشمس وغروبها. وقد استطاع الأوائل جعل الوقت أساساً لحساب مثل هذه الحوادث الطبيعية المتكررة، واستعملوه لمتابعة الحوادث غير المتكررة. وأخيراً، اخترعت الساعات، لتقليد نظامية الحوادث الطبيعية؛ ويُعَدّ حسبان الحوادث المتكررة، إيذاناً بقياس الوقت.
قياس الوقت
وحدات قياس الوقت
كانت التغيرات النظامية الوحيدة، أي التي تعيد نفسها، بانتظام، عند القدماء، هي حركات الأجسام في السماء، ولا سيما تناوب النهار والليل، الناجم عن شروق الشمس وغروبها، اللذَين يسميان يوماً. وكان هناك تغير نظامي آخر في السماء، هو الشكل المرئي للقمر؛ إذ تستغرق كل دورة من تغيرات شكل القمر، نحو 29.5 يوماً.
وقد أعطت دورة الفصول للناس وحدة أطول للوقت. فبمراقبة النجوم، قُبَيْلَ الفجر، وبُعَيْدَ غروب الشمس، رأى الناس الشمس تتحرك ببطء، شرقاً، بين النجوم؛ وبدا أنها تدور دورة كاملة حول السماء، في دورة واحدة للفصول، تستغرق نحو 365.5 يوماً.
جرّب الناس، لمئات السنين، أن يلائموا الأيام والأشهر، بالتساوي، لمدة سنة، أو لفترة من عدة سنوات؛ ولكن، لم يعمل أي نظام على نحو كامل. وحالياً، يعتمد التقويم، كلية، على السنة. وكذلك قسمت السنة إلى 12 قسماً، سُميت بالأشهر، ولهذا التقسيم علاقة بالدورة الفعلية للقمر، الذي يعتمد عليه التقويم الهجري، دون التقويم الجريجوري.
ومن المحتمل أن يكون تقسيم اليوم إلى 24 ساعة، والساعة إلى 60 دقيقة، والدقيقة إلى 60 ثانية، قد أتى من البابليين القدماء، الذين قسموا المسار الدائري الظاهري للشمس، إلى 12 قسماً متساوية. ثم كلاًّ من النهار والليل إلى 12 قسماً، ليصبح اليوم 24 ساعة.
كذلك، قسم البابليون الدائرة إلى 360 قسماً، سميت درجات. وقسم الفلكيون القدماء الآخرون كل درجة، إلى 60 دقيقة. وأصبحت الساعات أخيراً على درجة عالية من الدقة، بسبب الحاجة إلى وحدات أصغر من الساعة.
اتبع صانعو الساعات تقسيمات الفلكيين للدرجة؛ فقَسَّموا الساعة إلى 60 دقيقة، والدقيقة إلى 60 ثانية، لتظهر الساعات والدقائق، بسهولة، على وجه الساعة، المقسم إلى 12 قسماً، كلٌّ منها يساوي ساعة واحدة، بالنسبة إلى مؤشر الساعة، وخمس دقائق، بالنسبة إلى مؤشر الدقيقة، وخمس ثوان، بالنسبة إلى مؤشر الثانية.
وقُسِّم بعض أوجُه الساعات إلى 24 ساعة؛ فترى الساعة 9 صباحاً: 900، والساعة 3 بعد الظهر: 1500. ويمنع هذا النموذج الخلط، بين ساعات الصباح وساعات المساء.
قياس الوقت بوساطة الشمس
يمر خط وهمي، منحنٍ، عبْر السماء، مباشرة، فوق كل نقطة على الأرض، يدعى خط الزوال السماوي. وأثناء دوران الأرض حول محورها، تبدو الشمس كأنها عبرت خط الزوال السماوي هذا، مرة كل يوم. وعند عبور الشمس ذلك الخط، فوق مكان معين، يكون الوقت فيه ظهراً. وبعد 12 ساعة، يصبح الوقت، في ذلك المكان، منتصف الليل. وتدعى الفترة من منتصف ليل واحد إلى آخر، اليوم الشمسي. يتغير اليوم الشمسي بسبب ميل محور الأرض، والشكل الإهليلجي (البيضي) لمدارها، وتغير سرعتها عبر المدار.
ولجعل كل الأيام الشمسية بطول واحد، فإن الفلكيين لا يقيسون التوقيت الشمسي بالشمس الظاهرة، بل يستعملون عوضاً عن ذلك شمساً وسطية، خيالية، تتحرك بسرعة ثابتة، حول السماء. يحدث الظهر الشمسي الوسطي المحلي، عندما تعبْر الشمس الوسطية خط الزوال السماوي، فوق مكان محدد، ويكون الوقت هو نفسه، دائماً، بين ظهر شمسي وسطي واحد وآخر؛ وهكذا، تكون كل الأيام الشمسية الوسطية بطول واحد.
قياس الوقت بوساطة النجوم
يقيس الفلكيون الوقت بوساطة دوران الأرض، بالنسبة إلى النجوم. ويدعى هذا التوقيت التوقيت الفلكي، أو التوقيت النجمي. وبدوران الأرض، يومياً، حول محورها، تعبُر خط الزوال السماوي، فوق كل مكان على الأرض، نقطة خيالية بين النجوم، تدعى الاعتدال الربيعي. ويكون الوقت، عندما يحدث ذلك، الظهر النجمي. ويكون الوقت بين ظهر نجمي واحد والذي يليه هو يوم نجمي. واليوم النجمي أقصر من اليوم الشمسي الوسطي، بـ 3 دقائق و56 ثانية.
أدوات قياس الوقت
كانت المزولة (الساعة الشمسية)، واحدة من أقدم أدوات قياس الوقت. ولكن، لا يمكن العمل بها، إلا في ضوء الشمس؛ لأنها تعتمد على قياس زوايا الظل طوال اليوم. أما الساعة الرملية فهي تشير إلى الوقت، من طريق انسياب الرمل، من خلال فتحة ضيقة. وتقيس الساعة المائية الوقت، بسماحها للماء بالتقاطر، ببطء، من وعاء معلم إلى آخر. وطوِّرت الساعات، في القرن السابع عشر الميلادي، لتدل على الوقت، حتى الدقيقة. ويمكن الساعات الإلكترونية الحديثة، والساعات الذرية، أن تقيس الوقت قياساً أدق.
نطاقات التوقيت
التوقيت المحلي، والتوقيت القياسي
ليس التوقيت واحداً، في الأجزاء المختلفة من العالم. ولو كان واحداً، لَرُئيت الشمس، الساعة الثالثة بعد الظهر، مثلاً، في بعض الدول، لحظة شروقها؛ بينما تُرى، في دول أخرى، في كبد السماء. ولتعذرت رؤيتها، في دول أخرى؛ لأن الساعة الثالثة بعد الظهر، ستكون فيها ليلاً.
وكل مكان من الأرض، يقع شرقاً أو غرباً، بالنسبة إلى مكان آخر، يكون له ظُهر في وقت مختلف. ويسمى الوقت في مكان معين، التوقيت المحلي لذلك المكان، فعندما يكون الوقت ظهراً، بحسب التوقيت المحلي لمدينة ما، يمكن أن يكون الوقت 11 قبل الظهر، في مكان آخر، غرب تلك المدينة، أو الواحدة بعد الظهر، في مكان آخر، إلى الشرق منها. ويعتمد التوقيت المحلي، في الأماكن الأخرى، على بُعدها، شرقاً أو غرباً، من تلك المدينة.
ولا شك أن استعمال كل جماعة توقيتاً مختلفاً، سيؤدي إلى ارتباك ومتاعب. ولتجنّب ذلك، استُحدثت نطاقات توقيت قياسية، روعي فيها أن يكون الفارق ساعة واحدة، بين مكان على الجانب الشرقي من نطاق التوقيت، وآخر على جانبه الغربي، إن كانا وفق توقيته المحلي. ولكن، بحسب نظام نطاق التوقيت، فإن كلاًّ منهما لن يكون تابعاً لتوقيته المحلي. يستعمل التوقيت المحلي عند خط الزوال، خط الطول، المار عبْر مركز النطاق، من قبل الأماكن داخل النطاق. وهكذا، سيكون التوقيت نفسه في كل مكان من النطاق.
نطاقات التوقيت العالمية
أُنشئت عام 1884. واختير خط الزوال، المار خلال مرصد جرينتش، في إنجلترا، نقطة بداية من أجل نطاقات التوقيت العالمية. ويسمى، غالباً، خط الزوال لجرينتش خط الزوال الأول؛ ويدعى التوقيت الشمسي في جرينتش، التوقيت الوسطي لجرينتش، توقيت جرينتش أو التوقيت المدني لجرينتش.
أنشأ مؤتمر دولي، عُقد عام 1884، 24 خطاً توقيتياً نصفه غرب جرينتش، ونصفه الآخر شرقها. وتقسم هذه النطاقات العالم إلى 23 نطاقاً كاملاً ونصفَي نطاق. ويكون لكلٍّ من النطاق الثاني عشر شرقاً، والنطاق الثاني عشر غرباً، عرض نصف نطاق. ويقعان متجاورين، وهما منفصلان بخط وهمي، يدعى خط التوقيت الدولي. ويقع هذا الخط على نصف الطريق حول العالم، من جرينتش. ويفقد المسافر الذي يعبُر هذا الخط، متجهاً غرباً نحو الصين ـ يوماً واحداً. وهناك مناطق قليلة في العالم، لا تستعمل نطاقات التوقيت القياسية. فمثلاً، تبقى المناطق القطبية أسابيع عديدة، في ضوء الشمس المستمر، أو في الظلام.
أدرك الخبراء، عام 1940، أن التوقيت المبني على القياسات الفلكية، ليس متناسقاً تماماً؛ إذ إن الأرض تبطئ وتسرع بطريقة غير منتظمة، ونتيجة لذلك، أعيد تحديد طول الثانية، عام 1958، بما يسمى تكرارية الاهتزاز الطبيعي لذرة السيزيوم. ومهما كان، فقد استمر الخبراء في تعيين طول السنة، من الملاحظات الفلكية. ويدعى مقياس الوقت المبني على كل من القياسات، الذرية والفلكية، التوقيت العالمي المنسق.
أفكار علمية عن الوقت
الزمن الفيزيائي
يعتقد العلماء، أن الزمن، أو الوقت، كمية أساسية، يمكن قياسها. ومن الكميات الأساسية الأخرى، الطول والكتلة. وقد أدرك الفيزيائي الشهير، ألبرت أينشتاين، تأثر قياس هذه الكميات بالحركة النسبية، الحركة بين جسمَين؛ وشاع أن الزمن، أو الوقت، هو البُعد الرابع.
يعتقد العديد من الفيزيائيين، أن الانسياب المتقدم الظاهري، والمستمر، للزمن، ليس من خصائص القوانين الأساسية للطبيعة. ويرون ذلك نتيجة لحقيقة، أن الكون يتوسع، ويصبح عديم الانتظام أكثر فأكثر. وعَدَّ بعض الفيزيائيين انسياب الزمن إلى الوراء، تحت ظروف معينة، شيئاً محتملاً؛ إلا أن التجارب لم تدعم هذه الفكرة.
الزمن البيولوجي
ارتبطت أنشطة العديد من النباتات والحيوانات، بدورة النهار والليل، المسماة الإيقاع اليومي (المتكرر)؛ وأكثر الأمثلة وضوحاً دورة النوم. وكثير من النباتات والحيوانات تتأثر بدورات زمنية طبيعية أخرى؛ فبعض النباتات، لا تبدأ دورتها التالية في النمو، إلا بعد انقضاء مدة معينة من نهار اليوم؛ وترتبط أنشطة بعض الحيوانات البحرية، بتغيرات المد والجزر، وهي تعرفها، ولو كانت بعيدة عن مواطنها المائية.
الزمن الجيولوجي
وجد الجيولوجيون دلائل، في القشرة الأرضية، تبين عدد بلايين السنين، التي تشكُّل الأرض. إحدى هذه الدلائل عنصر اليورانيوم، الذي يتحوّل، ببطء، إلى عنصر الرصاص، بوساطة التفكك الإشعاعي. وبقياس كمية الرصاص في نموذج من خام اليورانيوم، يستطيع العلماء تقدير زمن تشكُّل الصخر.
ويستعمل الكربون المشع، دليلاً آخر على الزمن الجيولوجي. ويمكن امتصاصه من نبات أو حيوان حي. وبقياس معدل تفكك الكربون، يتمكن الجيولوجي من تقدير الزمن، الذي مضى على موت النبات أو الحيوان.
الوقت القياسي
هو نظام زمني عالمي، يقسم العالم إلى 24 نطاقاً توقيتياً، يبلغ عرض كل نطاق منها 15 درجة طولية. يبلغ فرق الوقت بين النطاقات المتجاورة ساعة واحدة بالضبط. وفي داخل كل نطاق تُظْهر جميع الساعات التوقيت نفسه، باستثناء الاختلافات المحلية.
نطاقات التوقيت
يعتمد الوقت المحلي، أو الشمسي، لأي موقع محدد، على خط الطول الخاص به. ويوجد فرق، مقداره أربع دقائق لكل درجة من خط الطول، أو ساعة واحدة لكل 15 درجة. وبمقتضى نظام الوقت القياسي، فإن الوقت المعتمد لكل منطقة، هو توقيت خط الزوال، أو خط الطول. وخطوط الزوال المركزية هي: 15 درجة، 30 درجة، 45 درجة .. وهكذا، شرق خط الزوال الأول أو غربه، وهو خط طول جرينتش. ومن الناحية النظرية، فإن حدود النطاق، يجب أن تمتد 7.5 درجات على كلٍّ من جانبَي خط الزوال المركزي. أما من الناحية العملية، فإن الحدود غير منتظمة؛ وذلك لتجنّب التغيرات غير المريحة في الوقت. مثلاً في الدول ذات المساحات الشاسعة، مثل أستراليا أو الولايات المتحدة الأمريكية، تعيِّن، غالبًا، حدود النطاقات تعيينًا، يجعل الولاية، كلية، في نطاق زمني واحد.
وفي بعض الدول، تقدَّم الساعة، في جزء من السنة؛ لتوفير ساعات أطول من النهار؛ ففي المملكة المتحدة، مثلاً، تُقدَّم الساعة ساعة واحدة، خلال الفترة، التي تمثّل وقت الصيف الإنجليزي.
نبذة تاريخية
قبل تطبيق الوقت القياسي، كانت كل مدينة، تستخدم التوقيت المحلي لخط الزوال الخاص بها. وبانتشار استخدام خطوط السكك الحديدية، نجم بعض المشاكل عن الاختلافات في التوقيت؛ إذ إن قطارات السكك الحديدية، التي تتقابل في المدينة نفسها، كانت، في بعض الأحيان، تتحرك في أوقات مختلفة. وفي عام 1884، طبقت السكك الحديدية، في الولايات المتحدة الأمريكية وكندا، نظامًا للوقت القياسي. وفي العام نفسه، عُقد مؤتمر دولي في واشنطن دي. سي.، لبحث نظام عالمي للوقت القياسي، واختيرت دائرة خط الطول، التي تمر بالبلدة الإنجليزية جرينتش (هي الآن، أحد الأقسام الإدارية في لندن)، لتكون دائرة الخط الأول.
وفي الوقت الحاضر، تستخدم جميع الدول، تقريباً، الوقت القياسي. ويتبع قليل من البلدان الصغيرة، وبعض المناطق الأخرى فقط ـ توقيتاً، يختلف بكسر من الساعة عن الوقت القياسي.
هناك طريقة للتفكير، في خصوص الزمن، هي تخيّل عالم من دون زمن. عندها سيكون العالم اللازمني في توقف تام. ولكن، إذا حدث نوع من التغير، فإن ذلك العالم اللازمني، سيكون مختلفاً، الآن، عما كان سابقاً. والفترة بين الماضي والحاضر، مهما كانت وجيزة، تشير إلى أن الوقت، قد مضى، بالفعل. وهكذا، فالوقت والتغير مترابطان؛ لأن مضي الوقت، يعتمد على التغيرات الجارية. ولا تتوقف التغيرات عن الحدوث أبداً، في العالم الحقيقي. ويبدو أن بعض التغيرات، تحدث مرة واحدة فقط، مثل سقوط ورقة نبات منفردة. وبعضها الآخر، يمكن أن يحدث مرة بعد مرة، مثل تكسر الأمواج، قبالة الشاطئ.
وأي تغير من التغيرات، التي تحدث مرة بعد مرة، يختلف عن التغيرات الأخرى؛ مثال ذلك شروق الشمس وغروبها. وقد استطاع الأوائل جعل الوقت أساساً لحساب مثل هذه الحوادث الطبيعية المتكررة، واستعملوه لمتابعة الحوادث غير المتكررة. وأخيراً، اخترعت الساعات، لتقليد نظامية الحوادث الطبيعية؛ ويُعَدّ حسبان الحوادث المتكررة، إيذاناً بقياس الوقت.
قياس الوقت
وحدات قياس الوقت
كانت التغيرات النظامية الوحيدة، أي التي تعيد نفسها، بانتظام، عند القدماء، هي حركات الأجسام في السماء، ولا سيما تناوب النهار والليل، الناجم عن شروق الشمس وغروبها، اللذَين يسميان يوماً. وكان هناك تغير نظامي آخر في السماء، هو الشكل المرئي للقمر؛ إذ تستغرق كل دورة من تغيرات شكل القمر، نحو 29.5 يوماً.
وقد أعطت دورة الفصول للناس وحدة أطول للوقت. فبمراقبة النجوم، قُبَيْلَ الفجر، وبُعَيْدَ غروب الشمس، رأى الناس الشمس تتحرك ببطء، شرقاً، بين النجوم؛ وبدا أنها تدور دورة كاملة حول السماء، في دورة واحدة للفصول، تستغرق نحو 365.5 يوماً.
جرّب الناس، لمئات السنين، أن يلائموا الأيام والأشهر، بالتساوي، لمدة سنة، أو لفترة من عدة سنوات؛ ولكن، لم يعمل أي نظام على نحو كامل. وحالياً، يعتمد التقويم، كلية، على السنة. وكذلك قسمت السنة إلى 12 قسماً، سُميت بالأشهر، ولهذا التقسيم علاقة بالدورة الفعلية للقمر، الذي يعتمد عليه التقويم الهجري، دون التقويم الجريجوري.
ومن المحتمل أن يكون تقسيم اليوم إلى 24 ساعة، والساعة إلى 60 دقيقة، والدقيقة إلى 60 ثانية، قد أتى من البابليين القدماء، الذين قسموا المسار الدائري الظاهري للشمس، إلى 12 قسماً متساوية. ثم كلاًّ من النهار والليل إلى 12 قسماً، ليصبح اليوم 24 ساعة.
كذلك، قسم البابليون الدائرة إلى 360 قسماً، سميت درجات. وقسم الفلكيون القدماء الآخرون كل درجة، إلى 60 دقيقة. وأصبحت الساعات أخيراً على درجة عالية من الدقة، بسبب الحاجة إلى وحدات أصغر من الساعة.
اتبع صانعو الساعات تقسيمات الفلكيين للدرجة؛ فقَسَّموا الساعة إلى 60 دقيقة، والدقيقة إلى 60 ثانية، لتظهر الساعات والدقائق، بسهولة، على وجه الساعة، المقسم إلى 12 قسماً، كلٌّ منها يساوي ساعة واحدة، بالنسبة إلى مؤشر الساعة، وخمس دقائق، بالنسبة إلى مؤشر الدقيقة، وخمس ثوان، بالنسبة إلى مؤشر الثانية.
وقُسِّم بعض أوجُه الساعات إلى 24 ساعة؛ فترى الساعة 9 صباحاً: 900، والساعة 3 بعد الظهر: 1500. ويمنع هذا النموذج الخلط، بين ساعات الصباح وساعات المساء.
قياس الوقت بوساطة الشمس
يمر خط وهمي، منحنٍ، عبْر السماء، مباشرة، فوق كل نقطة على الأرض، يدعى خط الزوال السماوي. وأثناء دوران الأرض حول محورها، تبدو الشمس كأنها عبرت خط الزوال السماوي هذا، مرة كل يوم. وعند عبور الشمس ذلك الخط، فوق مكان معين، يكون الوقت فيه ظهراً. وبعد 12 ساعة، يصبح الوقت، في ذلك المكان، منتصف الليل. وتدعى الفترة من منتصف ليل واحد إلى آخر، اليوم الشمسي. يتغير اليوم الشمسي بسبب ميل محور الأرض، والشكل الإهليلجي (البيضي) لمدارها، وتغير سرعتها عبر المدار.
ولجعل كل الأيام الشمسية بطول واحد، فإن الفلكيين لا يقيسون التوقيت الشمسي بالشمس الظاهرة، بل يستعملون عوضاً عن ذلك شمساً وسطية، خيالية، تتحرك بسرعة ثابتة، حول السماء. يحدث الظهر الشمسي الوسطي المحلي، عندما تعبْر الشمس الوسطية خط الزوال السماوي، فوق مكان محدد، ويكون الوقت هو نفسه، دائماً، بين ظهر شمسي وسطي واحد وآخر؛ وهكذا، تكون كل الأيام الشمسية الوسطية بطول واحد.
قياس الوقت بوساطة النجوم
يقيس الفلكيون الوقت بوساطة دوران الأرض، بالنسبة إلى النجوم. ويدعى هذا التوقيت التوقيت الفلكي، أو التوقيت النجمي. وبدوران الأرض، يومياً، حول محورها، تعبُر خط الزوال السماوي، فوق كل مكان على الأرض، نقطة خيالية بين النجوم، تدعى الاعتدال الربيعي. ويكون الوقت، عندما يحدث ذلك، الظهر النجمي. ويكون الوقت بين ظهر نجمي واحد والذي يليه هو يوم نجمي. واليوم النجمي أقصر من اليوم الشمسي الوسطي، بـ 3 دقائق و56 ثانية.
أدوات قياس الوقت
كانت المزولة (الساعة الشمسية)، واحدة من أقدم أدوات قياس الوقت. ولكن، لا يمكن العمل بها، إلا في ضوء الشمس؛ لأنها تعتمد على قياس زوايا الظل طوال اليوم. أما الساعة الرملية فهي تشير إلى الوقت، من طريق انسياب الرمل، من خلال فتحة ضيقة. وتقيس الساعة المائية الوقت، بسماحها للماء بالتقاطر، ببطء، من وعاء معلم إلى آخر. وطوِّرت الساعات، في القرن السابع عشر الميلادي، لتدل على الوقت، حتى الدقيقة. ويمكن الساعات الإلكترونية الحديثة، والساعات الذرية، أن تقيس الوقت قياساً أدق.
نطاقات التوقيت
التوقيت المحلي، والتوقيت القياسي
ليس التوقيت واحداً، في الأجزاء المختلفة من العالم. ولو كان واحداً، لَرُئيت الشمس، الساعة الثالثة بعد الظهر، مثلاً، في بعض الدول، لحظة شروقها؛ بينما تُرى، في دول أخرى، في كبد السماء. ولتعذرت رؤيتها، في دول أخرى؛ لأن الساعة الثالثة بعد الظهر، ستكون فيها ليلاً.
وكل مكان من الأرض، يقع شرقاً أو غرباً، بالنسبة إلى مكان آخر، يكون له ظُهر في وقت مختلف. ويسمى الوقت في مكان معين، التوقيت المحلي لذلك المكان، فعندما يكون الوقت ظهراً، بحسب التوقيت المحلي لمدينة ما، يمكن أن يكون الوقت 11 قبل الظهر، في مكان آخر، غرب تلك المدينة، أو الواحدة بعد الظهر، في مكان آخر، إلى الشرق منها. ويعتمد التوقيت المحلي، في الأماكن الأخرى، على بُعدها، شرقاً أو غرباً، من تلك المدينة.
ولا شك أن استعمال كل جماعة توقيتاً مختلفاً، سيؤدي إلى ارتباك ومتاعب. ولتجنّب ذلك، استُحدثت نطاقات توقيت قياسية، روعي فيها أن يكون الفارق ساعة واحدة، بين مكان على الجانب الشرقي من نطاق التوقيت، وآخر على جانبه الغربي، إن كانا وفق توقيته المحلي. ولكن، بحسب نظام نطاق التوقيت، فإن كلاًّ منهما لن يكون تابعاً لتوقيته المحلي. يستعمل التوقيت المحلي عند خط الزوال، خط الطول، المار عبْر مركز النطاق، من قبل الأماكن داخل النطاق. وهكذا، سيكون التوقيت نفسه في كل مكان من النطاق.
نطاقات التوقيت العالمية
أُنشئت عام 1884. واختير خط الزوال، المار خلال مرصد جرينتش، في إنجلترا، نقطة بداية من أجل نطاقات التوقيت العالمية. ويسمى، غالباً، خط الزوال لجرينتش خط الزوال الأول؛ ويدعى التوقيت الشمسي في جرينتش، التوقيت الوسطي لجرينتش، توقيت جرينتش أو التوقيت المدني لجرينتش.
أنشأ مؤتمر دولي، عُقد عام 1884، 24 خطاً توقيتياً نصفه غرب جرينتش، ونصفه الآخر شرقها. وتقسم هذه النطاقات العالم إلى 23 نطاقاً كاملاً ونصفَي نطاق. ويكون لكلٍّ من النطاق الثاني عشر شرقاً، والنطاق الثاني عشر غرباً، عرض نصف نطاق. ويقعان متجاورين، وهما منفصلان بخط وهمي، يدعى خط التوقيت الدولي. ويقع هذا الخط على نصف الطريق حول العالم، من جرينتش. ويفقد المسافر الذي يعبُر هذا الخط، متجهاً غرباً نحو الصين ـ يوماً واحداً. وهناك مناطق قليلة في العالم، لا تستعمل نطاقات التوقيت القياسية. فمثلاً، تبقى المناطق القطبية أسابيع عديدة، في ضوء الشمس المستمر، أو في الظلام.
أدرك الخبراء، عام 1940، أن التوقيت المبني على القياسات الفلكية، ليس متناسقاً تماماً؛ إذ إن الأرض تبطئ وتسرع بطريقة غير منتظمة، ونتيجة لذلك، أعيد تحديد طول الثانية، عام 1958، بما يسمى تكرارية الاهتزاز الطبيعي لذرة السيزيوم. ومهما كان، فقد استمر الخبراء في تعيين طول السنة، من الملاحظات الفلكية. ويدعى مقياس الوقت المبني على كل من القياسات، الذرية والفلكية، التوقيت العالمي المنسق.
أفكار علمية عن الوقت
الزمن الفيزيائي
يعتقد العلماء، أن الزمن، أو الوقت، كمية أساسية، يمكن قياسها. ومن الكميات الأساسية الأخرى، الطول والكتلة. وقد أدرك الفيزيائي الشهير، ألبرت أينشتاين، تأثر قياس هذه الكميات بالحركة النسبية، الحركة بين جسمَين؛ وشاع أن الزمن، أو الوقت، هو البُعد الرابع.
يعتقد العديد من الفيزيائيين، أن الانسياب المتقدم الظاهري، والمستمر، للزمن، ليس من خصائص القوانين الأساسية للطبيعة. ويرون ذلك نتيجة لحقيقة، أن الكون يتوسع، ويصبح عديم الانتظام أكثر فأكثر. وعَدَّ بعض الفيزيائيين انسياب الزمن إلى الوراء، تحت ظروف معينة، شيئاً محتملاً؛ إلا أن التجارب لم تدعم هذه الفكرة.
الزمن البيولوجي
ارتبطت أنشطة العديد من النباتات والحيوانات، بدورة النهار والليل، المسماة الإيقاع اليومي (المتكرر)؛ وأكثر الأمثلة وضوحاً دورة النوم. وكثير من النباتات والحيوانات تتأثر بدورات زمنية طبيعية أخرى؛ فبعض النباتات، لا تبدأ دورتها التالية في النمو، إلا بعد انقضاء مدة معينة من نهار اليوم؛ وترتبط أنشطة بعض الحيوانات البحرية، بتغيرات المد والجزر، وهي تعرفها، ولو كانت بعيدة عن مواطنها المائية.
الزمن الجيولوجي
وجد الجيولوجيون دلائل، في القشرة الأرضية، تبين عدد بلايين السنين، التي تشكُّل الأرض. إحدى هذه الدلائل عنصر اليورانيوم، الذي يتحوّل، ببطء، إلى عنصر الرصاص، بوساطة التفكك الإشعاعي. وبقياس كمية الرصاص في نموذج من خام اليورانيوم، يستطيع العلماء تقدير زمن تشكُّل الصخر.
ويستعمل الكربون المشع، دليلاً آخر على الزمن الجيولوجي. ويمكن امتصاصه من نبات أو حيوان حي. وبقياس معدل تفكك الكربون، يتمكن الجيولوجي من تقدير الزمن، الذي مضى على موت النبات أو الحيوان.
الوقت القياسي
هو نظام زمني عالمي، يقسم العالم إلى 24 نطاقاً توقيتياً، يبلغ عرض كل نطاق منها 15 درجة طولية. يبلغ فرق الوقت بين النطاقات المتجاورة ساعة واحدة بالضبط. وفي داخل كل نطاق تُظْهر جميع الساعات التوقيت نفسه، باستثناء الاختلافات المحلية.
نطاقات التوقيت
يعتمد الوقت المحلي، أو الشمسي، لأي موقع محدد، على خط الطول الخاص به. ويوجد فرق، مقداره أربع دقائق لكل درجة من خط الطول، أو ساعة واحدة لكل 15 درجة. وبمقتضى نظام الوقت القياسي، فإن الوقت المعتمد لكل منطقة، هو توقيت خط الزوال، أو خط الطول. وخطوط الزوال المركزية هي: 15 درجة، 30 درجة، 45 درجة .. وهكذا، شرق خط الزوال الأول أو غربه، وهو خط طول جرينتش. ومن الناحية النظرية، فإن حدود النطاق، يجب أن تمتد 7.5 درجات على كلٍّ من جانبَي خط الزوال المركزي. أما من الناحية العملية، فإن الحدود غير منتظمة؛ وذلك لتجنّب التغيرات غير المريحة في الوقت. مثلاً في الدول ذات المساحات الشاسعة، مثل أستراليا أو الولايات المتحدة الأمريكية، تعيِّن، غالبًا، حدود النطاقات تعيينًا، يجعل الولاية، كلية، في نطاق زمني واحد.
وفي بعض الدول، تقدَّم الساعة، في جزء من السنة؛ لتوفير ساعات أطول من النهار؛ ففي المملكة المتحدة، مثلاً، تُقدَّم الساعة ساعة واحدة، خلال الفترة، التي تمثّل وقت الصيف الإنجليزي.
نبذة تاريخية
قبل تطبيق الوقت القياسي، كانت كل مدينة، تستخدم التوقيت المحلي لخط الزوال الخاص بها. وبانتشار استخدام خطوط السكك الحديدية، نجم بعض المشاكل عن الاختلافات في التوقيت؛ إذ إن قطارات السكك الحديدية، التي تتقابل في المدينة نفسها، كانت، في بعض الأحيان، تتحرك في أوقات مختلفة. وفي عام 1884، طبقت السكك الحديدية، في الولايات المتحدة الأمريكية وكندا، نظامًا للوقت القياسي. وفي العام نفسه، عُقد مؤتمر دولي في واشنطن دي. سي.، لبحث نظام عالمي للوقت القياسي، واختيرت دائرة خط الطول، التي تمر بالبلدة الإنجليزية جرينتش (هي الآن، أحد الأقسام الإدارية في لندن)، لتكون دائرة الخط الأول.
وفي الوقت الحاضر، تستخدم جميع الدول، تقريباً، الوقت القياسي. ويتبع قليل من البلدان الصغيرة، وبعض المناطق الأخرى فقط ـ توقيتاً، يختلف بكسر من الساعة عن الوقت القياسي.
