Chu kỳ một ngày
Thời gian ngày nay đã trở thành một chủ đề quan trọng của môn vật lý, và hơn 340 chiếc đồng hồ nguyên tử trên thế giới đang góp phần xác định giờ chuẩn cho các hoạt động của xã hội. Nhưng chúng ta cũng có thể dùng những định nghĩa thời gian đơn giản hơn, hợp với cảm nhận của con người tự xa xưa: ngày, đêm, mùa màng, v.v.
Mọi chuyện bắt đầu từ các vòng quay của trái đất. Xấp xỉ như một quả cầu tròn với bán kính trung bình 6.371km, trái đất tự quay quanh một trục của chính nó, đồng thời quay chung quanh mặt trời trên một quỹ đạo hình elip – gọi là đường hoàng đạo – với một chu kỳ khoảng 365,26 vòng tự quay của nó. Trục quay của trái đất – nối các điểm Nam và Bắc cực – không thẳng góc với mặt phẳng của đường hoàng đạo, mà nghiêng một góc khoảng 23°27’ so với đường thẳng góc ấy. Trái đất cách mặt trời khoảng 150 triệu km. Với độ xa ấy, ánh sáng mặt trời có thể coi như đến từ vô cực và ở mỗi thời điểm sẽ chiếu sáng một nửa vòng trái đất, nửa kia chìm trong bóng tối.
 |
| Quỹ đạo trái đất. Ảnh CTV |
Do chuyển động tự quay, mỗi điểm trên trái đất sẽ chuyển từ trưa, khi tiếp nhận các tia sáng mặt trời ở góc lớn nhất (góc đối với mặt đất), sang chiều, rồi tối, đêm, sáng, lại đến trưa… Đó là vòng thời gian ngày, đêm. Chu kỳ một ngày (kể cả đêm!) ấy, con người vì tiện ích của mình đã chia nhỏ hơn thành 24 giờ, mỗi giờ 60 phút, mỗi phút 60 giây.
Sau 365 ngày 6 giờ 9 phút, trái đất trở lại vị trí cũ trên đường hoàng đạo: một năm vừa trôi qua. Còn chuyện tháng là chuyện của chị Hằng, kéo theo các năm nhuận, xin để dịp khác. Bài này cũng sẽ không đề cập tới một số chuyển động khác của bản thân trục trái đất.
Giờ mặt trời và giờ pháp quy
Ở xích đạo, ngày luôn luôn dài bằng đêm. Nhưng, với độ nghiêng của trục quay so với hoàng đạo, thời lượng ngày, đêm ở một điểm ngoài xích đạo biến đổi theo vị trí của trái đất trên đường hoàng đạo. Có hai điểm, xuân phân và thu phân, khi trục nam – bắc thẳng góc với đường trái đất – mặt trời, ngày bằng đêm ở mọi nơi. Từ điểm xuân phân (“xuân” là với Bắc bán cầu), ngày 20 hay 21.3 theo lịch hiện đại, trái đất chuyển dần tới điểm hạ chí (20 hay 21.6), ở nửa Bắc địa cầu ngày dài ra ít hay nhiều tuỳ theo địa phương ở gần hay xa xích đạo: mùa xuân chuyển sang mùa hè…
Hiện tượng này càng rõ khi ta tiến từ xích đạo lên phía bắc, và trong những ngày gần ngày hạ chí. Hiện tượng này sẽ ảnh hưởng tới việc quy định giờ mùa hè ở các nước liên hệ, như sẽ trình bày dưới đây.
 |
| Các đường kinh tuyến |
Trước đó, cần nêu một nhận xét khác: trên mỗi đường kinh tuyến – vòng tròn trên trái đất có đường kính là trục nam – bắc, các thời điểm trong ngày như giữa trưa (khi mặt trời lên cao nhất), nửa đêm… diễn ra đồng thời. Người ta xác định một kinh tuyến gốc, theo công ước quốc tế hiện nay là kinh tuyến đi qua đài thiên văn Greenwich, gần thủ đô London của nước Anh, và tính các kinh tuyến theo góc của mặt phẳng chứa nó với mặt phẳng của kinh tuyến Greenwich: từ 0 đến 180° về phía đông hoặc 0 đến 180° về phía tây.
Kinh tuyến 180° đông hay tây trùng nhau và chủ yếu nằm trên Thái Bình Dương, chỉ đi qua vài vùng đất rất ít người ở. Khi giữa trưa trên kinh tuyến Greenwich thì, do vòng quay của trái đất, ở kinh tuyến 15° đông, giữa trưa đã qua được đúng một giờ: nếu các đồng hồ đều chỉ 12 giờ vào thời điểm giữa trưa trên kinh tuyến Greenwich thì trên kinh tuyến 15° đông sẽ là 13 giờ, và trên kinh tuyến 17° đông là 13 giờ 8 phút v.v...
Để hạn chế việc phải đổi giờ khi di chuyển theo chiều đông – tây, người ta quy ước chia trái đất làm 24 múi giờ, mỗi múi giờ là một “múi đất” (như ta nói “múi cam”) rộng 15 kinh tuyến, ở giữa là các kinh tuyến 0° (Greenwich), 15° đông, 15° tây, v.v…, đánh số với dấu cộng ở phía đông và dấu trừ ở phía tây. Khi đồng hồ chỉ 12 giờ trưa ở kinh tuyến Greenwich thì trên tất cả các kinh tuyến trong múi số 0 cũng là 12 giờ và ở múi số +2 (chung quanh kinh tuyến 30°), sẽ là 14 giờ… Kinh tuyến 180° là kinh tuyến đổi ngày (“ngày” theo lịch, là từ nửa đêm tới nửa đêm). Đó là giờ mặt trời.
Nhưng, biên giới của các quốc gia lại không thẳng theo các kinh tuyến, và nhiều quốc gia trải rộng ra hơn một múi giờ. Ngoài ra, có nước nằm trong một múi giờ nhưng lại thích theo giờ ở một múi khác: giờ pháp quy ra đời, không hẳn trùng với giờ mặt trời.
Mỗi nước, tuỳ địa dư của nước mình, sẽ quyết định giờ chính thức của cả nước hay từng vùng (chia theo các đường biên hướng bắc nam song không nhất thiết là trùng với các kinh tuyến đổi giờ, mà chỉ là gần các kinh tuyến đó, đồng thời phù hợp với các đường biên hành chính) là giờ nào, so với giờ chuẩn quốc tế (coordinated universal time, viết tắt là UTC) – xê xích vài giây so với giờ Greenwich (GMT).
Giờ pháp quy của Trung Quốc là giờ Bắc Kinh (UTC+8) cho cả nước (ở Tân Cương, giữa trưa là… 15 giờ!). Nga cũng có 5 giờ chênh lệch từ Moscow sang Vladivostok… Thường thì các giờ pháp quy là trùng hoặc sai lệch một số nguyên so với múi giờ mặt trời trung bình của quốc gia hay vùng liên hệ, song cũng có nước quy định sai biệt nửa giờ so với múi giờ đó (như Iran, Ấn Độ).
Múi giờ của Việt Nam
Như đã trình bày, các nước Âu, Mỹ ở Bắc bán cầu có những ngày rất dài từ cuối tháng 3 tới cuối tháng 9. Mà sinh hoạt xã hội lại khá nhiều vào buổi tối và phụ thuộc giờ pháp quy hơn là giờ mặt trời.
Để tiết kiệm năng lượng (bật đèn sinh hoạt tối trễ một tiếng, còn sáng sớm thì không ảnh hưởng lắm), người ta quyết định đẩy giờ pháp quy lên một tiếng trong mùa hè (ngày cụ thể – vào khoảng cuối tháng 3, thì tuỳ nước), sang thu lại trở về giờ cũ. Biện pháp này đã được áp dụng ở Mỹ, Canada, các nước châu Âu, Nga v.v.(và một số nước ở Nam bán cầu, tất nhiên là trong chiều ngược lại), tuy có nhiều người phản đối (nếu vì di chuyển mà phải đổi giờ thì đã đành, đằng này ở nhà mà mỗi năm hai lần phải đổi giờ, đổi nhịp sinh hoạt…)
Việt Nam nằm gọn trong múi giờ +7 (điểm cực tây ở kinh tuyến 102,2° đông và điểm cực đông ở kinh tuyến 109,5° đông, quần đảo Trường Sa gần kinh tuyến 116° đông chỉ ra ngoài chút ít), lại khá gần xích đạo, ngay ở phía bắc, ngày hè cũng không dài hơn đêm bao nhiêu, thiết nghĩ việc xác định giờ pháp quy UTC+7 suốt năm như hiện nay (không đổi giờ mùa hè) là thích hợp nhất.
Những ý kiến đòi đổi sang giờ UTC+8 (trùng với giờ Bắc Kinh) “để thuận tiện trong giao dịch” là hoàn toàn không đứng vững. Pháp với Anh vẫn chênh nhau một giờ; ngay trong một nước như ở Mỹ, giờ New York khác giờ Chicago, khác giờ Los Angeles, họ có thấy gì bất tiện đâu?
Theo bài gốc của Hà Dương Tường
