Længdegraden - en historisk oversigt

I modsætning til breddegrader er længdegrader noget der både i teori og praksis er vanskeligt at måle.

0-Meridianen

Det første man skal bruge er en 0-meridian. D.v.s man skal have valgt en meridian, hvorfra man kan starte med at tælle grader mod øst og vest.

Bagge Wandel skriver i 1649:

En Kort Underviisning om den første Meridian.

Efterdi at Verden eller Jorden er rund oc trind som en Globus eller Circul / rund Kugel oc Klod / da følger der efter / at ingen aff fornøden Aarsage er tiltvungen eller forobligêret / at stille den første Meridian meere paa et sted end paa et andet / effterdi det ene er lige / oc correspondêrer med det andet; Dog tiener det os meget udi vores forhaffende Verck / at determinêre oc forestille en visse Ort oc Plattz / fra huilcken mand kand regne oc tage den første Meridian. Marinus, Ptolomæus oc andre gamle Mathematici haffver actet den første Meridian paa den yderste Ende udi Africa, inden for den Athlantiske Søe eller Haff / ved 20 Miile vesten mod Insulas Fortunas; Effterdi intet Land vaar dennem videre udi Vesten bekiendt / end samme Øer.Dog tvifflis der endnu den Dag i Dag er / huad det skal være for nogle Øer / huilket Ptolomæus kalderFortunatas; ... Hollænderne ... acter den at gaae igiennem den Øe Pico af Teneriffe. De Frantzoser holder den for at gaa igiennem den Øe Fer [Ferro/Hierro], huilcket er den allervesterligste aff samme Canariæ Øer. Nogle lader den gaa 8 Grader østerligere end Ptolomæus, ... alle Araber ... hafver ladet den gaa igiennem Columnas Herculis, Calpe oc Adila hos den Ort Gibraltar...[etc.], Bagge Wandel: Det Vaagendis Øye, s. 162-164.

Ikke før i 1884 blev det besluttet, at 0-meridianen skulle gå igennem Greenwich (London).

Observation af længde

For at observere længde skal man bruge tidsforskellen til 0-meridianen. Dette var man udmærket klar over på et tidligt tidspunkt i historien (f.eks. er Wandel klar over det), men for at udnytte det skulle man kunne to ting:

1) Observere lokaltid.

2) Have samtidig information om lokaltid på 0-meridianen.

Løsningen af længdegradsproblemet var derfor et spørgsmål om overførsel af information fra 0-meridianen til observatøren. Problemet udviklede sig til et af menneskehedens store, i lang tid uløste problemer. Problemet var fascinerende, da man havde løst det i teorien. Det man manglede var den praktiske løsning med overførslen af information fra et sted til et andet. Desuden var det frustrerende, at man havde gode og præcise metoder til observation af bredde, men vendte man retningen 90° stod man med et tilsyneladende uoverstigeligt problem.

Hvor stort og prestigefyldt problemet blev anset for at være kan ses, da den britiske regering i 1714 besluttede at udlove en enorm præmie for løsning af problemet. Se kilde.

Løsninger

Den store præmie medførte, at der blev foreslået mange fantasifulde løsninger på dette problem. Bortset fra de magiske, ubrugelige, unøjagtige og upraktiske viste det sig, at der kun fandtes een løsning: Man skulle bruge et ur. Dette kunne enten være et mekanisk ur eller et astronomisk ur. Igen var dette en løsning man allerede kendte. I Wandels lidt kryptiske formulering lyder det:

Thi det er obenbare nock bekient ... at mand kan observêre oc finde en visse oc regular proportion imellem Differentzen aff Tiden / oc Distantzen aff eller imellem adskillige Orter oc Platzer.

Hvis man havde et mekanisk ur, der kunne holde f.eks. Greenwich's lokale tid på et langt togt, behøvede man kun at finde lokal tid, hvor man befandt sig. En sammenligning med tiden på uret ville hurtigt give længdeforskellen til Greenwich. Ulempen var, at et sådant ur ikke fandtes, og ingen anede, hvordan man skulle konstruere et, der gav noget, der bare mindede om den nøjagtighed, man havde brug for.

Hvis man derimod brugte himlen som ur, så var man uafhængig af et mekanisk instruments konstruktion og holdbarhed. Hvis man, samtidig med at man fandt lokal tid, kunne observere et himmelfænomen, hvis observationstid i Greenwich var forudsagt, så havde man den ønskede tidsforskel.

Disse to metoder var forudsætninger for at finde løsninger på længdegradsproblemet. Det lykkedes i løbet af 1700-tallet at bygge et ur (kaldet et kronometer), som kunne holde tiden nøjagtigt på lange sørejser. Den britiske urmager John Harrison fik i 1773 udbetalt hovedpræmien for et kronometer han havde fremstillet. Kronometre var dog ekstremt dyre på dette tidspunkt, så i første omgang var det en anden metode der blev brugt mest. Sideløbende med udviklingen af kronometeret havde tyske og britiske atronomer fået konstrueret en metode, hvormed man kunne forudsige månens bevægelse så nøjagtigt, at man kunne bruge det til længdeobservationer til søs. Denne metode kaldes månedistancemetoden, da den går ud på at måle månens distance til solen eller en stjerne.

Bemærk at mens løsningerne først kom omkring 1770, så var teorierne bag dem noget der var på plads længe inden da!

Øvelse
Forklar kort hvilke forudsætninger man skal have for at kunne observere længde (både teoretiske og praktiske). Hvis man bygger et ur, som efter en måned går 1 minut forkert, hvor stor bliver fejlen i længdeberegningen ved ækvator? (Brug evt. afsnittet Længdegrader og tid). Har urets nøjagtighed stor eller lille indflydelse på det endelige resultat?