Kinh tuyến gốc, tức kinh độ 0, đi qua Đài thiên văn Hoàng gia ở Greenwich, London, vì một hội nghị quốc tế ở Washington năm 1884 chọn như vậy. Khác với xích đạo là mốc tự nhiên của vĩ độ, kinh độ không có mốc tự nhiên nào; Greenwich thắng chủ yếu vì phần lớn tàu biển thời đó đã dùng hải đồ tính theo nó.
Từ kinh tuyến gốc, thế giới chia thành các múi giờ, về nguyên tắc mỗi múi rộng 15 độ kinh ứng với một giờ, nhưng thực tế đi theo biên giới các nước. Ở phía bên kia Trái Đất, quanh kinh tuyến 180 độ, là đường đổi ngày quốc tế, nơi lịch nhảy một ngày. Việt Nam dùng giờ UTC+7, nhanh hơn giờ Greenwich 7 tiếng.
Bài này kể vì sao cần thống nhất giờ, hội nghị năm 1884 diễn ra thế nào, múi giờ vận hành ra sao với những trường hợp lệch nửa giờ, khác nhau giữa GMT và UTC, và vì sao đường đổi ngày uốn khúc giữa Thái Bình Dương.
Khi mỗi thành phố có một giờ riêng
Trong phần lớn lịch sử, giờ là giờ địa phương: 12 giờ trưa là lúc Mặt Trời lên cao nhất ở chính nơi đó. Vì Trái Đất quay 15 độ mỗi giờ, hai thành phố cách nhau 1 độ kinh chênh nhau 4 phút. Khi người ta đi bằng ngựa hay thuyền buồm, những chênh lệch vài phút này không quan trọng, vì không ai đi đủ nhanh để thấy.
Đường sắt thay đổi tất cả. Một chuyến tàu chạy qua nhiều thành phố, mỗi nơi một giờ, khiến lịch chạy tàu rối tung và tăng nguy cơ tai nạn trên đường ray đơn. Ở Anh, các công ty đường sắt bắt đầu dùng giờ London cho toàn mạng lưới từ thập niên 1840, gọi là giờ đường sắt. Đến năm 1880, giờ trung bình Greenwich trở thành giờ hợp pháp trên đảo Anh.
Ở Bắc Mỹ, nơi lục địa rộng hơn nhiều, không thể dùng một giờ chung. Ngày 18 tháng 11 năm 1883, các công ty đường sắt Hoa Kỳ và Canada đồng loạt chuyển sang hệ thống giờ chuẩn theo vùng, mỗi vùng lệch nhau đúng một giờ. Kỹ sư người Canada Sandford Fleming là một trong những người cổ vũ mạnh nhất cho hệ thống múi giờ phủ toàn thế giới. Yêu cầu thực tế đó dẫn thẳng tới câu hỏi: lấy kinh tuyến nào làm gốc chung?
Hội nghị Kinh tuyến Quốc tế năm 1884
Trước năm 1884, có hàng chục kinh tuyến gốc cùng tồn tại: kinh tuyến qua đảo El Hierro ở quần đảo Canary, mốc rất cổ từng dùng ở nhiều nước; kinh tuyến Paris; kinh tuyến Greenwich; kinh tuyến qua các đài thiên văn ở Cádiz, Pulkovo, Washington… Một con tàu dùng hải đồ của nước này phải chuyển đổi khi dùng hải đồ của nước khác, dễ sinh nhầm lẫn.
Tháng 10 năm 1884, đại diện khoảng hai mươi lăm quốc gia họp ở Washington. Hội nghị bỏ phiếu chọn kinh tuyến qua tâm kính kinh tuyến của Đài thiên văn Greenwich làm kinh tuyến gốc chung, với 22 phiếu thuận, 1 phiếu chống của San Domingo, tức Cộng hoà Dominica ngày nay, và 2 phiếu trắng của Pháp và Brazil. Kinh độ được tính về hai phía đông và tây, mỗi phía tới 180 độ.
Lý do chọn Greenwich mang tính thực dụng: phần lớn tàu buôn thế giới khi đó đã dùng hải đồ tính kinh độ theo Greenwich, và Hoa Kỳ cũng đã chọn Greenwich làm cơ sở cho hệ thống giờ đường sắt. Đổi sang mốc khác sẽ tốn kém cho nhiều bên hơn. Pháp đề nghị một kinh tuyến trung lập không đi qua nước lớn nào nhưng không được chấp nhận, và tiếp tục dùng kinh tuyến Paris cho giờ và bản đồ của mình đến đầu thế kỷ 20.
Cần nói rõ: hội nghị năm 1884 không ban hành hệ thống múi giờ. Nó chỉ chọn kinh tuyến gốc và khuyến nghị một "ngày thế giới" tính từ nửa đêm Greenwich. Các nước tự quyết định múi giờ của mình, và quá trình áp dụng kéo dài hàng chục năm.
Múi giờ vận hành thế nào trong thực tế
Về lý thuyết, Trái Đất chia thành 24 múi, mỗi múi rộng 15 độ kinh, múi số 0 trải từ 7,5 độ tây đến 7,5 độ đông quanh Greenwich. Mỗi múi lệch một giờ so với múi bên cạnh. Trên biển khơi, tàu bè vẫn dùng cách chia hình học này. Trên đất liền, ranh giới múi giờ uốn theo biên giới quốc gia, ranh giới tỉnh bang, đôi khi theo thói quen sinh hoạt.
Kết quả là bản đồ múi giờ thực tế lồi lõm và có nhiều hơn 24 mức lệch, khoảng gần bốn chục theo cách đếm phổ biến. Một số nơi lệch nửa giờ, như Ấn Độ dùng UTC+5:30 hay miền trung Australia dùng UTC+9:30; Nepal dùng UTC+5:45. Có nước rộng trải qua nhiều múi: Nga dùng 11 múi giờ; Pháp nếu tính cả các vùng lãnh thổ hải ngoại rải khắp các đại dương thì trải qua khoảng 12 múi.
Lại có những nơi chọn một múi giờ duy nhất cho lãnh thổ rộng, khiến giờ đồng hồ lệch nhiều với giờ Mặt Trời ở rìa lãnh thổ. Thêm vào đó là giờ mùa hè: nhiều nước ôn đới chỉnh đồng hồ nhanh một giờ vào mùa hè để tận dụng ánh sáng buổi tối, khiến chênh lệch giờ giữa Việt Nam với họ thay đổi theo mùa. Khi hẹn giờ với người ở nước khác, cách an toàn là quy về UTC rồi tính.
Hệ thống múi giờ lan ra thế giới chậm hơn nhiều người nghĩ. Sau năm 1884, mỗi nước tự quyết thời điểm chuyển từ giờ địa phương sang giờ chuẩn theo múi, có nước làm ngay trong vài năm, có nước đợi tới đầu thế kỷ 20 hoặc muộn hơn. Trên biển, việc chia các múi giờ hàng hải đều đặn 15 độ cho tàu bè cũng chỉ được thống nhất vào đầu thế kỷ 20. Trong thời gian chuyển tiếp, nhiều thành phố treo hai đồng hồ cạnh nhau ở nhà ga, một chạy giờ địa phương, một chạy giờ đường sắt, cho thấy thói quen sống theo Mặt Trời không dễ bỏ chỉ bằng một quyết định trên giấy.
Việt Nam và múi giờ UTC+7
Lãnh thổ đất liền Việt Nam trải trong khoảng kinh độ 102 đến 110 độ đông, và kinh tuyến trung tâm của múi UTC+7 là 105 độ đông. Như vậy Việt Nam nằm gần như trọn trong múi giờ hình học của mình, và giờ đồng hồ khá sát giờ Mặt Trời. Ở Hà Nội, kinh độ khoảng 105,8 độ, Mặt Trời lên cao nhất vào khoảng gần 12 giờ trưa đồng hồ, xê dịch trong khoảng mười mấy phút theo mùa do quỹ đạo Trái Đất hình elip và trục nghiêng.
Hiện tượng xê dịch theo mùa này gọi là phương trình thời gian: vì Trái Đất đi nhanh chậm khác nhau trên quỹ đạo và trục nghiêng, lúc Mặt Trời lên cao nhất có thể sớm hoặc muộn so với 12 giờ trung bình tới khoảng mười sáu phút vào một số thời điểm trong năm. Đó là lý do đồng hồ Mặt Trời và đồng hồ đeo tay không bao giờ khớp nhau quanh năm, dù đặt đúng kinh tuyến.
Việt Nam cùng múi giờ với Thái Lan, Campuchia, Lào, phần lớn đảo Java và Sumatra của Indonesia, cùng một phần Siberia. Một số nước lân cận ở cùng kinh độ lại chọn UTC+8 vì lý do kinh tế hoặc để thống nhất giờ cả nước. Điều đó cho thấy múi giờ trước hết là quyết định hành chính, chỉ dựa một phần vào hình học.
GMT, UTC và kinh tuyến gốc ngày nay
Ba khái niệm hay bị dùng lẫn. Bảng dưới phân biệt.
| Khái niệm | Là gì | Ghi chú |
|---|---|---|
| GMT (giờ trung bình Greenwich) | Giờ Mặt Trời trung bình tại kinh tuyến Greenwich | Gốc thiên văn, từng là chuẩn giờ quốc tế; ở Anh vẫn dùng như tên giờ mùa đông |
| UTC (giờ phối hợp quốc tế) | Thang giờ dựa trên đồng hồ nguyên tử, giữ sát chuyển động quay của Trái Đất | Chuẩn giờ hiện nay; múi giờ ghi theo UTC, như UTC+7 |
| Giây nhuận | Một giây thêm vào UTC khi Trái Đất quay chậm lệch so với đồng hồ nguyên tử | Cộng đồng đo lường quốc tế đã quyết định ngừng dần việc thêm giây nhuận trong các thập kỷ tới |
| Kinh tuyến gốc ngày nay | Kinh tuyến tham chiếu của hệ toạ độ quốc tế dùng cho định vị vệ tinh | Nằm cách vạch kinh tuyến lịch sử ở Greenwich khoảng một trăm mét về phía đông |
Chi tiết cuối cùng khiến nhiều du khách bất ngờ: đứng trên vạch kinh tuyến bằng đồng ở Greenwich, điện thoại không báo kinh độ 0. Kinh tuyến lịch sử được xác định theo hướng dây dọi tại chỗ, vốn bị lệch nhẹ do phân bố khối lượng địa phương; hệ toạ độ hiện đại lấy theo khối tâm Trái Đất nên dịch đi khoảng một trăm mét.
Đường đổi ngày quốc tế: nơi lịch nhảy một ngày
Nếu đi vòng quanh Trái Đất về phía tây và cứ lùi đồng hồ một giờ ở mỗi múi, sau 24 múi bạn đã lùi trọn một ngày. Phải có một nơi để cộng lại ngày đó, nếu không lịch của người đi vòng sẽ lệch với lịch của người ở nhà, đúng như đoàn tàu Victoria của Elcano phát hiện năm 1522. Nơi đó là đường đổi ngày quốc tế.
Đường đổi ngày nằm quanh kinh tuyến 180 độ giữa Thái Bình Dương, chỗ ít đất liền nhất. Quy tắc: đi qua đường đổi ngày theo hướng tây thì cộng một ngày; theo hướng đông thì trừ một ngày. Đường này không do một hiệp ước quốc tế cố định mà hình thành từ quyết định của các nước và vùng lãnh thổ hai bên, nên nó uốn khúc để tránh chia đôi một quần đảo hay một quốc gia.
Có hai lần điều chỉnh nổi tiếng. Kiribati, quốc gia gồm nhiều nhóm đảo trải rộng hai bên kinh tuyến 180, từng có hai ngày khác nhau trong cùng một nước; từ năm 1995, nước này dời đường đổi ngày sang phía đông lãnh thổ, nên quần đảo Line của Kiribati dùng UTC+14, múi sớm nhất thế giới. Năm 2011, Samoa chuyển sang phía tây đường đổi ngày để trùng ngày làm việc với Australia và New Zealand, bỏ qua trọn ngày 30 tháng 12 năm đó.
Vì vậy, nơi đón năm mới sớm nhất là các đảo thuộc Kiribati, Samoa, Tonga; nơi đón muộn nhất là vài đảo không người ở thuộc múi UTC−12. Hai nơi cách nhau không xa trên bản đồ có thể chênh nhau tới 26 giờ đồng hồ, một kết quả lạ lùng nhưng hoàn toàn nhất quán với quy ước. Trên tàu biển vượt Thái Bình Dương, thuyền trưởng ghi rõ trong nhật ký ngày được cộng hoặc bỏ qua khi tàu cắt đường đổi ngày.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao Greenwich được chọn mà không phải Paris?
Lý do chính là thực dụng: phần lớn tàu buôn thế giới năm 1884 đã dùng hải đồ tính theo Greenwich, và Hoa Kỳ đã dùng Greenwich cho giờ đường sắt. Pháp đề nghị một kinh tuyến trung lập nhưng không được đa số ủng hộ, nên bỏ phiếu trắng và giữ kinh tuyến Paris thêm vài chục năm.
Có thể đứng một chân ở bán cầu đông, một chân ở bán cầu tây không?
Có, tại vạch kinh tuyến ở Greenwich, nhiều du khách chụp ảnh như vậy. Chỉ cần nhớ vạch đó là kinh tuyến lịch sử; kinh tuyến 0 theo hệ toạ độ định vị vệ tinh nằm cách đó khoảng một trăm mét về phía đông.
Kinh tuyến Greenwich được xác định bằng dụng cụ nào?
Kinh tuyến được hội nghị năm 1884 chọn là kinh tuyến đi qua tâm của kính kinh tuyến do nhà thiên văn George Airy cho lắp đặt tại Greenwich giữa thế kỷ 19. Kính này chỉ quay được trong mặt phẳng kinh tuyến, dùng để ghi chính xác thời điểm các ngôi sao đi qua, từ đó tính giờ thiên văn.
Bay qua đường đổi ngày thì có bị mất một ngày thật không?
Không mất thời gian thật, chỉ đổi cách đánh số ngày. Bay từ châu Á sang châu Mỹ qua Thái Bình Dương, bạn có thể hạ cánh vào "hôm qua" theo lịch. Chuyến về sẽ trừ lại, nên tổng số ngày bạn sống không thay đổi.
Vì sao một số nước dùng múi lệch nửa giờ?
Thường là để giờ đồng hồ gần hơn với giờ Mặt Trời ở trung tâm lãnh thổ khi kinh tuyến trung tâm rơi vào khoảng giữa hai múi tròn giờ. Ấn Độ dùng UTC+5:30 vì lãnh thổ trải qua khoảng giữa hai múi UTC+5 và UTC+6.
Giờ GMT và giờ UTC có lệch nhau không?
Trong đời sống, hai giờ coi như bằng nhau, chênh dưới một giây. Về kỹ thuật, UTC dựa trên đồng hồ nguyên tử và được giữ sát chuyển động quay Trái Đất, còn GMT là thang giờ thiên văn. Các hệ thống máy tính và hàng không dùng UTC.
