„Problema longitudinii“ — În sfârşit soluţionată!

E 22 octombrie 1707. O flotilă britanică se îndreaptă spre Canalul Mânecii. Dar pentru că marinarii şi-au calculat greşit poziţia, patru corăbii naufragiază sfărâmându-se de ţărmul Insulelor Scilly. Acest grup de insule se află în Oceanul Atlantic, la sud-vest de Land’s End (Sfârşitul Pământului), Anglia. În apele învolburate îşi găsesc sfârşitul aproape 2 000 de suflete.

MARINARII acelor vremuri puteau măsura cu uşurinţă latitudinea — distanţa spre nord sau sud de la ecuator. Dar nu aveau nicio metodă exactă de stabilire a longitudinii — distanţa parcursă spre vest sau est. Pe la începutul veacului al XVIII-lea, sute de corăbii străbăteau în lung şi-n lat apele Oceanului Atlantic, iar veştile despre naufragii erau la ordinea zilei. Însă doar tragedia din 1707 i-a determinat pe câţiva britanici să caute o soluţie la „problema longitudinii“, cum fusese ea numită.

În 1714, Parlamentul Britanic oferea o recompensă de 20 000 de lire sterline celui care avea să determine cu exactitate longitudinea pe mare. În prezent, acest premiu ar echivala cu câteva milioane de euro!

Provocarea

Stabilirea longitudinii era o sarcină extrem de grea întrucât necesita măsurarea cu exactitate a timpului. Pentru a ilustra acest lucru, imaginaţi-vă următoarea situaţie. Să zicem că locuiţi în Londra. La amiază primiţi un telefon de la o persoană care locuieşte la aceeaşi latitudine ca voi, dar ceasul ei indică ora 6.00 dimineaţa. Aceasta înseamnă că ea se află cu şase ore în urmă. Întrucât aveţi cunoştinţe de geografie, trageţi concluzia corectă că este în America de Nord, unde în acele momente soarele abia răsare. Acum, imaginaţi-vă că îi cunoaşteţi ora locală cu o precizie de ordinul secundelor, nu conform fusului orar, ci în funcţie de poziţia ei exactă faţă de Soare. În baza acestei informaţii, aţi putea calcula şi longitudinea cu o mare precizie.

Cu secole în urmă, un marinar, indiferent de locul în care se afla pe mările lumii, îşi putea da seama când era miezul zilei uitându-se la Soare. Dar dacă ştia şi ora de acasă cu o oarecare precizie îşi putea calcula longitudinea cu o marjă de eroare de 50 km. De fapt, recompensa oferită de Parlamentul Britanic urma să i se acorde celui ce avea să încheie o călătorie de şase săptămâni cu o asemenea precizie.

Dificultatea consta însă în stabilirea cu exactitate a orei de acasă. Marinarul îşi putea lua cu el un ceas cu pendul, însă acesta nu funcţiona pe o corabie legănată de valurile mării. Iar ceasurile cu arcuri şi roţi dinţate erau încă primitive şi inexacte. În plus, ceasurile erau afectate de variaţiile  de temperatură. Dar ce se putea spune despre „marele ceas“ de deasupra noastră: stelele şi luna?

O sarcină. . . astronomică

Astronomii au venit cu o soluţie: o metodă de calcul numită metoda „distanţelor lunare“. Aceasta necesita întocmirea unor tabele cu ajutorul cărora marinarii îşi puteau stabili longitudinea în funcţie de poziţia Lunii faţă de anumite stele.

Timp de mai bine de un secol, astronomii, matematicienii şi navigatorii s-au străduit din răsputeri să rezolve „problema longitudinii“. Dar din cauza complexităţii ei, n-au înregistrat mari progrese.

Un tâmplar găseşte soluţia

Un tâmplar pe nume John Harrison din satul Barrow Upon Humber, comitatul Lincolnshire, s-a hotărât să caute o soluţie la „problema longitudinii“. În 1713, când nici nu împlinise 20 de ani, Harrison a construit un ceas cu pendul în întregime din lemn. Mai târziu a inventat mecanisme care reduceau forţele de frecare şi compensau dilatarea termică. La acea vreme, cele mai exacte ceasuri aveau o eroare de un minut pe zi, însă ceasurile construite de Harrison aveau o eroare de cel mult o secundă pe lună. *

Apoi ceasornicarul s-a gândit cum să obţină şi pe mare aceeaşi precizie în ce priveşte măsurarea timpului. După patru ani de cercetări a mers la Londra pentru a-şi prezenta proiectul în faţa comisiei numite să decidă cine avea să primească recompensa. Aici l-a cunoscut pe ilustrul ceasornicar George Graham, care i-a împrumutat, fără dobândă, o frumoasă sumă de bani, pentru a-şi construi ceasul. În 1735, Harrison şi-a finalizat primul cronometru marin şi l-a prezentat înaintea Societăţii Regale, formate din cei mai prestigioşi oameni de ştiinţă din Marea Britanie a acelei epoci. Membrii ei au fost de-a dreptul încântaţi! Ceasul cântărea 34 kg, iar balansierele de alamă îi dădeau strălucire.

S-a organizat imediat o călătorie de testare a cronometrului pe mare. Harrison a fost trimis însă la Lisabona, nu în Indiile de Vest, cum cerea regulamentul de acordare a recompensei. Ceasul a trecut testul cu brio. Harrison ar fi putut cere acum să traverseze Atlanticul pentru a demonstra că ceasul său merita toţi banii. Dar la prima întrunire a comisiei, singurul care a criticat cronometrul a fost. . . însuşi Harrison! Perfecţionist din fire, el considera că putea să-i aducă îmbunătăţiri. Aşa că n-a cerut decât nişte bani şi ceva timp pentru a construi un model mai bun.

După şase ani, Harrison a realizat al doilea cronometru. Acesta cântărea 39 kg şi avea câteva îmbunătăţiri. Deşi a câştigat sprijinul Societăţii Regale, inventatorul tot nu era mulţumit.  Harrison, acum în vârstă de 48 de ani, s-a întors în atelierul său şi şi-a continuat cercetările trudind încă 19 ani la construirea celui de-al treilea cronometru, diferit de celelalte.

În timp ce-şi desăvârşea noul model, destul de robust şi acesta, el a descoperit ceva în mod cu totul întâmplător. Pornind de la un model de-al său, un alt ceasornicar realizase un ceas de buzunar. S-a crezut mereu că un ceas mare înseamnă automat şi o precizie mare. Harrison însă a rămas uimit văzând precizia acestui ceas de buzunar. Prin urmare, când în 1761 s-a organizat o călătorie transatlantică de testare, el şi-a pus toată încrederea nu în cel de-al treilea model al său, ci în cel de-al patrulea: un cronometru de 1 kg pe care l-a realizat pornind de la proiectul ceasului de buzunar. Se pare că Harrison ar fi zis: „Îi mulţumesc din tot sufletul Atotputernicului Dumnezeu că am trăit îndeajuns să-mi pot duce cât de cât la bun sfârşit osteneala de-o viaţă“.

Îndoieli

Tot pe atunci, astronomii erau la un pas de a stabili longitudinea folosind propriile metode. În plus, cel care avea un cuvânt greu de spus în juriul ce acorda premiul era un astronom, Nevil Maskelyne. Cronometrul lui Harrison a fost testat în cadrul unei călătorii transatlantice care a durat 81 de zile. Care a fost rezultatul? Cronometrul a avut o eroare de doar cinci secunde! Cu toate acestea, juriul a amânat acordarea premiului sub pretext că se încălcaseră unele reguli şi că precizia ceasului era pură întâmplare. Ca urmare, Harrison a primit doar o parte din bani. În 1766, Maskelyne a publicat o serie de tabele cu poziţiile prezise ale Lunii în baza cărora marinarii puteau calcula longitudinea în doar o jumătate de oră. Harrison se temea că recompensa avea să-i fie acordată lui Maskelyne.

În 1772 însă, a intrat în scenă exploratorul britanic James Cook. În cea de-a doua sa călătorie, devenită istorică, exploratorul a folosit o copie a cronometrului lui Harrison. El a declarat ulterior că instrumentul a depăşit toate aşteptările sale. Între timp, Harrison, în vârstă de 79 de ani, profund dezamăgit de comisie, a apelat la regele Angliei. La intervenţia acestuia, Harrison a primit şi restul de bani în 1773, deşi n-a fost declarat oficial câştigătorul premiului. John Harrison s-a stins din viaţă trei ani mai târziu, chiar în ziua în care împlinea 83 de ani!

După numai câţiva ani însă, cronometrele marine puteau fi cumpărate în schimbul unei sume destul de mici, 65 de lire sterline. Într-adevăr, imposibilul a devenit realitate graţie geniului şi abnegaţiei unui tâmplar dintr-un sat uitat de lume.

[Notă de subsol]

^ par. 13 Harrison, ajutat de fratele lui, a măsurat nopţi la rând precizia cronometrului său marcând momentul exact când anumite stele dispăreau în spatele hornului casei vecinului.

[Diagrama/Ilustraţia de la pagina 21]

(Pentru modul în care textul apare în pagină, vezi publicaţia)

Stabilirea longitudinii prin măsurarea timpului

6.00 a.m. 12.00 a.m.

AMERICA DE NORD MAREA BRITANIE

[Legenda ilustraţiei de la pagina 22]

Ceasornicarul John Harrison

[Provenienţa ilustraţiei]

SSPL/Getty Images

[Legenda fotografiei de la pagina 22]

Primul cronometru al lui Harrison, 34 kg

[Provenienţa fotografiei]

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

[Legenda fotografiei de la pagina 22]

Cel de-al patrulea cronometru al lui Harrison, 1 kg (nu sunt reprezentate la scară)

[Provenienţa fotografiei]

SSPL/Getty Images

[Provenienţa ilustraţiilor de la pagina 20]

Corabia pe punctul de a naufragia: © Tate, London/Art Resource, NY; busola: © 1996 Visual Language