Гринвичское время и открытие долготы - [16]
В письме к Ричарду Таунли 22 января 1676 г. Флемстид пишет: «Наш Главный зал высотой в 20 фут в состоянии вместить длинный маятник, подвешенный выше часов» [24]. 5 июня того же года он сообщает Таунли: «Завтра мы получим пару часов с маятниками в 13 фут длиной и паллетами, изготовленными частично по вашему образцу, с которыми, я надеюсь, мы сможем провести нужные эксперименты более точно, чем с часами, имеющими маятник с секундным периодом, которые, как я обнаружил, сильно спешат - иногда почти на четверть минуты в день, так как их колеса покрыты пылью» [25]. Циферблаты главных часов (сохранившихся до наших дней) имели следующую надпись: «Motus Annus (годовой механизм). По указанию сэра Джонса Мура механизм с величайшей тщательностью изготовлен Томасом Томпионом в 1676 г.» Прошло свыше двух месяцев, прежде чем часы удалось наладить. 24 сентября 1676 г. Флемстид сообщил: «3 ч пополудни. Оба механизма установлены вместе». На следующий день он писал: «Сент. 25.8.55.00 при помощи подвесной пружины маят[ника] установил мои [собственные часы Флемстида] в соответствии с ними» [26]. Один маятник был подвешен на пружине, другой - на опоре типа ножевого лезвия, очевидно, с экспериментальной целью. Это было началом применения среднего гринвичского времени.
Как и следовало ожидать, при использовании часов, сконструированных столь необычным образом, возникало множество сложностей. Механизмы часов были заключены в ниши, расположенные под стенными обшивками, поэтому они очень быстро пылились (а Томпион не захотел оставить ключ Флемстиду). Абсолютно отсутствовала какая-либо температурная компенсация изменения длины маятника. Пыль и мелкие металлические опилки, сквозняки, пронизывающие дом, сырость, холода, прикосновение рук, потребность в смазке - все это, как объяснял Флемстид, служило причинами плохого хода или остановки часов. Томпион же считал иначе и всячески ругал спусковой механизм, изготовленный Таунли.
10. Уравнение времени
Тем не менее Флемстид мог продолжать свои опыты, пытаясь понять, происходит ли вращение Земли «изохронно» или нет, то есть вращается она с постоянной скоростью или нет. Однако при этом возникала еще одна трудность, связанная с тем, что само Солнце не является идеальным хранителем времени. Поскольку ось Земли наклонена к плоскости ее орбиты, а движение нашей планеты происходит не точно по круговой орбите (это означает, что в период зимы в северном полушарии Солнце находится ближе к Земле, чем летом), продолжительность солнечных суток изменяется на протяжении года. Уклонение от среднего, т.е. разница между моментом времени, показываемым часами, и солнечным временем для любого дня, сегодня называют уравнением времени, а во времена Флемстида оно носило название уравнения естественных дней. Это уравнение было известно еще древним грекам, но только в XVII в. оно было точно оценено количественно [27]. Флемстид опубликовал новую более точную таблицу уравнения времени. Время, определяемое положением звезд, - звездное время - не отличалось подобными неравномерностями. Поэтому Флемстид стал измерять интервалы звездного времени; с помощью установленного на балконе телескопа он мог в течение всего года, днем и ночью, наблюдать прохождение яркого Сириуса. Промежуток времени между двумя последовательными прохождениями звезды дал Флемстиду продолжительность одних звездных суток. Путем простейших арифметических вычислений он мог вывести среднее солнечное время и тем самым проверить свои часы, которые шли по этому времени.
Вскоре Флемстид уверовал в правильность своих предположений, и 7 марта 1678 г. он писал Муру: «Мою теорию уравнения дней я рассматривал как фантазию, прежде всего потому, что один из принципов, на которых она основывалась, а именно изохронность земного вращения, только предполагался, но не был продемонстрирован; но часы доказали, что это предположение очень правдоподобно» [28]. Так был установлен один из фактов, необходимых для решения проблемы определения долготы в море. Посредством измерения времени было доказано, что Земля вращается вокруг своей оси с постоянной скоростью. В последней главе мы узнаем, что это не совсем так; но для практических целей навигации результаты, полученные Флемстидом, были вполне пригодны и успешно использовались в течение последующих 250 лет.
Главные часы, преподнесенные лично Флемстиду Муром и унаследованные после смерти мужа в 1720 г. мисс Флемстид, сохранились до сих пор. Одни из них находятся сейчас в Британском музее, другие - в Холкамхолле в Норфолке и принадлежат графу Лейчестеру. Подробная история этих и других часов Флемстида рассказана в работе [29]. Часы, находящиеся сегодня в Восьмиугольной комнате (Главный зал «Флемстид-хауза»), представляют собой копии Главных часов.
Хотелось бы рассказать и о другой стороне деятельности Флемстида, хотя и не связанной непосредственно с вопросами времени, но представляющей большой интерес для истории определения долготы.
После закладки обсерватории Карл II, по-видимому, утратил интерес к «наблюдательным» делам. Они полностью находились в ведении Джонса Мура вплоть до самой его смерти, последовавшей в 1679 г. Артшшерийское управление обязалось содержать в порядке зданий обсерватории и выплачивать 100 ф. ст. жалованья Флемстиду и 26 ф. ст. его ассистенту. Флемстид на собственные средства приобретал инструменты и сам оплачивал любую необходимую ему квалифицированную помощь. Еле сводя концы с концами, он даже вынужден был давать частные уроки.
