Cách hoạt động của múi giờ: Hướng dẫn đầy đủ

Múi giờ thực chất là gì

Múi giờ là một khu vực trên thế giới đã đồng thuận sử dụng cùng một giờ đồng hồ. Mọi người trong khu vực đó đều đọc cùng một giờ và phút tại cùng một thời điểm, vì vậy một cuộc họp lúc 9:00 sáng có nghĩa là cùng một thời điểm cho cả một quốc gia hoặc một phần lớn của nó. Nếu không có sự thống nhất chung này, mỗi thị trấn sẽ chạy theo đồng hồ riêng của mình, và việc phối hợp bất cứ điều gì qua khoảng cách xa sẽ là một bài tập tính nhẩm liên tục.

Lý do tồn tại các múi giờ là vì Trái Đất tự quay. Tại bất kỳ thời điểm nào, Mặt Trời ở ngay trên đỉnh đầu ở một nơi nào đó và vừa mới mọc hoặc lặn ở một nơi khác. Giữa trưa theo Mặt Trời ở Tokyo khác xa so với giữa trưa theo Mặt Trời ở London. Một múi giờ đơn giản là sự thỏa hiệp thực tế giữa thực tế thiên văn — nơi Mặt Trời đang ở — và nhu cầu của con người về một chiếc đồng hồ duy nhất, ổn định mà nhiều nhóm người có thể chia sẻ.

Quan trọng là, múi giờ là một ranh giới chính trị và pháp lý, không chỉ đơn thuần là địa lý. Các múi giờ đi theo biên giới quốc gia và khu vực, uốn cong quanh chúng để một quốc gia có thể giữ một giờ nội bộ duy nhất. Đó là lý do tại sao các đường biên múi giờ ngoằn ngoèo trên bản đồ thay vì chạy thành những đường thẳng đứng gọn gàng.

UTC: Điểm neo toàn cầu

Việc đo thời gian hiện đại dựa trên một tham chiếu duy nhất: Giờ Phối hợp Quốc tế, viết tắt là UTC. UTC là tiêu chuẩn thời gian mà toàn thế giới đo lường dựa vào. Nó không áp dụng giờ mùa hè (DST) và không bao giờ thay đổi. Hãy nghĩ về nó như điểm số không cố định của một cây thước; mọi giờ địa phương được định nghĩa là một độ lệch (offset) so với nó.

Các độ lệch đó được viết là UTC+ hoặc UTC− theo sau là giờ và phút. Độ lệch cho bạn biết một địa điểm nhanh hơn hay chậm hơn UTC bao nhiêu:

• London vào mùa đông là UTC+0 — giống với chính UTC.
• New York vào mùa đông là UTC−5, chậm hơn năm giờ.
• Tokyo là UTC+9, nhanh hơn chín giờ.
• Los Angeles vào mùa đông là UTC−8.

Để chuyển đổi, bạn cộng hoặc trừ. Nếu là 15:00 UTC và bạn muốn biết giờ mùa đông ở New York, hãy trừ đi năm giờ để được 10:00 sáng. Đối với Tokyo, cộng thêm chín để được 00:00 (nửa đêm, ngày hôm sau). Điểm neo duy nhất này là thứ cho phép Đồng hồ thế giới hiển thị thời gian hiện tại chính xác ở mọi nơi cùng một lúc — mỗi thành phố chỉ là UTC cộng với độ lệch của nó.

Chữ viết tắt trông giống như một sự thỏa hiệp giữa tiếng Anh và tiếng Pháp, và đúng là như vậy. Người nói tiếng Anh muốn có "CUT" cho Coordinated Universal Time; người nói tiếng Pháp muốn có "TUC" cho temps universel coordonné. UTC đã được chấp nhận như một điểm trung gian trung lập không giống với cả hai.

Trước khi tiêu chuẩn hóa: Giờ Mặt Trời và sự hỗn loạn

Trong phần lớn lịch sử loài người, thời gian hoàn toàn là giờ Mặt Trời địa phương. Một thị trấn đặt đồng hồ của mình sao cho buổi trưa rơi vào lúc Mặt Trời ở điểm cao nhất trên bầu trời tại địa điểm cụ thể đó. Bởi vì Mặt Trời di chuyển trên bầu trời, một thị trấn cách hai mươi dặm về phía đông sẽ đến giữa trưa Mặt Trời sớm hơn khoảng một phút. Mỗi cộng đồng, trên thực tế, chạy theo một chiếc đồng hồ hơi khác nhau — và đối với một thế giới di chuyển với tốc độ của một con ngựa, điều đó hoàn toàn ổn.

Đường sắt đã phá vỡ điều đó. Một khi tàu hỏa có thể chở người và hàng hóa xuyên lục địa trong vài giờ, giờ Mặt Trời địa phương trở thành một cơn ác mộng về lịch trình. Một tuyến đường sắt đi qua hàng chục thị trấn sẽ gặp hàng chục "buổi trưa" khác nhau một cách tinh tế. Thời gian biểu gần như không thể công bố, và đồng hồ không khớp gây ra các chuyến tàu bị lỡ và, nguy hiểm hơn, va chạm trên các đường ray dùng chung. Ở Anh, các công ty đường sắt bắt đầu áp đặt một "giờ đường sắt" duy nhất — giờ Greenwich — trên toàn bộ mạng lưới của họ vào những năm 1840, đi trước công chúng hàng thập kỷ.

Ở Bắc Mỹ, tình hình còn tồi tệ hơn. Vào đầu những năm 1880, các tuyến đường sắt ở đó phải xoay xở với hàng tá giờ địa phương cạnh tranh nhau. Vào ngày 18 tháng 11 năm 1883 — được nhớ đến là "ngày của hai buổi trưa" — các tuyến đường sắt Hoa Kỳ và Canada đã áp dụng một hệ thống các múi giờ tiêu chuẩn, và nhiều thành phố đã đặt lại đồng hồ của họ vào chiều hôm đó để phù hợp.

Fleming, Greenwich, và Hội nghị năm 1884

Sự thúc đẩy cho một hệ thống toàn cầu mạch lạc phần lớn nhờ vào Ngài Sandford Fleming, một kỹ sư người Canada gốc Scotland. Sau khi bị lỡ tàu ở Ireland vì một thời gian biểu in ấn khó hiểu, Fleming đã trở thành một người ủng hộ không mệt mỏi cho giờ tiêu chuẩn toàn thế giới được xây dựng xung quanh một kinh tuyến gốc duy nhất và một bộ các múi giờ theo giờ.

Chiến dịch vận động của ông đã góp phần tổ chức Hội nghị Kinh tuyến Quốc tế, được tổ chức tại Washington, D.C., vào tháng 10 năm 1884. Các đại biểu từ 25 quốc gia đã tập trung để trả lời một câu hỏi tưởng chừng đơn giản: từ đường nào trên Trái Đất mà toàn thế giới nên đo kinh độ và thời gian?

Họ đã chọn kinh tuyến chạy qua Đài thiên văn Hoàng gia tại Greenwich, gần London. Sự lựa chọn này một phần là thực tế — một phần lớn tàu thuyền trên thế giới đã sử dụng hải đồ dựa trên Greenwich — và lịch sử quan sát thiên văn chính xác lâu dài của đài thiên văn đã khiến nó trở thành một tham chiếu tự nhiên. Hội nghị đã thiết lập Kinh tuyến Gốc tại Greenwich (kinh độ 0°) và tán thành ý tưởng về một ngày phổ quát được tính từ đó. Đây là nguồn gốc của Giờ Trung bình Greenwich (GMT) và cuối cùng là tiêu chuẩn UTC đã tinh chỉnh nó.

Tại sao có khoảng 38 độ lệch, không phải 24

Thật hấp dẫn khi tưởng tượng địa cầu được cắt thành 24 lát gọn gàng, mỗi lát một giờ, mỗi lát cách nhau một giờ. Thực tế lộn xộn hơn. Có khoảng 38 độ lệch riêng biệt đang được sử dụng ngày nay, bởi vì nhiều nơi nằm ở mốc nửa giờ hoặc thậm chí một phần tư giờ.

Các ví dụ rõ ràng nhất:

• Ấn Độ chạy theo một giờ quốc gia duy nhất là UTC+5:30 — lệch nửa giờ so với các mốc giờ lân cận. Một múi giờ trải dài toàn bộ đất nước.
• Nepal sử dụng UTC+5:45, một trong số rất ít độ lệch một phần tư giờ trên Trái Đất, được đặt sao cho đồng hồ của nó gần như theo dõi Mặt Trời trên Kathmandu.
• Iran áp dụng UTC+3:30, và các vùng của Úc sử dụng UTC+9:30.

Cũng có những độ lệch vượt xa ranh giới ±12 gọn gàng. Quần đảo Line, một phần của Kiribati ở Thái Bình Dương, chạy theo UTC+14 — thời gian tiến xa nhất trên hành tinh. Những điều kỳ quặc này tồn tại bởi vì thời gian được thiết lập bởi các chính phủ để phù hợp với địa lý, kinh tế và sự thống nhất quốc gia, chứ không phải để thỏa mãn một bài học hình học. Một quốc gia muốn toàn bộ lãnh thổ của mình trên một đồng hồ, hoặc muốn căn chỉnh ngày làm việc của mình với một đối tác thương mại lớn, chỉ cần lập pháp một độ lệch phù hợp. Để thấy toàn bộ sự đa dạng, hãy duyệt Tất cả múi giờ cạnh nhau.

Đường đổi ngày quốc tế

Nếu bạn tiếp tục cộng thêm giờ khi đi về phía đông, cuối cùng bạn sẽ có thêm một ngày; đi về phía tây và bạn mất một ngày. Ở đâu đó, lịch phải thay đổi. Nơi đó là Đường đổi ngày quốc tế, một ranh giới tưởng tượng chạy gần như dọc theo kinh tuyến 180° ở giữa Thái Bình Dương, ở phía đối diện của địa cầu so với Greenwich.

Băng qua nó về phía tây (ví dụ, bay từ Hawaii đến Nhật Bản) và bạn nhảy về phía trước một ngày; băng qua nó về phía đông và bạn lặp lại một ngày. Đường này không thẳng: nó uốn cong mạnh để giữ cho các quốc đảo và vùng lãnh thổ có một ngày lịch duy nhất, hợp lý. Kiribati nổi tiếng đã sắp xếp lại phần đường này của mình vào năm 1995 để toàn bộ quốc gia có chung một ngày, đó là cách các hòn đảo cực đông của nó kết thúc ở UTC+14 và trở thành một trong những nơi đầu tiên trên Trái Đất chào đón mỗi ngày mới.

Cách phần mềm hiện đại xử lý các múi giờ

Đây là điểm phức tạp khiến nhiều lập trình viên vấp ngã: một độ lệch thô như "UTC−5" là không đủ để xác định một địa điểm, bởi vì các độ lệch thay đổi. Các khu vực áp dụng và bỏ giờ mùa hè, vẽ lại ranh giới của chúng, và đôi khi thay đổi giờ tiêu chuẩn của họ theo luật. New York là UTC−5 vào mùa đông nhưng UTC−4 vào mùa hè. Một độ lệch là một ảnh chụp nhanh, không phải là một danh tính.

Để xử lý điều này, phần mềm hiện đại dựa vào Cơ sở dữ liệu múi giờ IANA (còn gọi là cơ sở dữ liệu tz hoặc zoneinfo). Thay vì lưu trữ một độ lệch trần, các hệ thống lưu trữ một múi giờ có tên như America/New_York, Europe/London, hoặc Asia/Kolkata. Mỗi tên ánh xạ tới một lịch sử đầy đủ và bộ quy tắc tương lai: khi nào giờ mùa hè bắt đầu và kết thúc, độ lệch là gì trong những thập kỷ trước, và cách diễn giải chính xác bất kỳ dấu thời gian nào. Khi một chính phủ thay đổi quy tắc của họ, những người bảo trì công bố một bản cập nhật và phần mềm trên toàn thế giới điều chỉnh. Bạn có thể khám phá các định danh này trên Danh sách múi giờ IANA.

Đây là lý do tại sao cách đáng tin cậy để lên lịch giữa các khu vực là lưu trữ tên múi giờ IANA cùng với thời điểm, và để cơ sở dữ liệu giải quyết độ lệch thực tế — thay vì mã hóa cứng "+2" và hy vọng các quy tắc không bao giờ thay đổi.

Cách đọc độ lệch

Đọc độ lệch rất nhanh một khi bạn nắm được quy tắc:

1. Tìm dấu hiệu. Dấu cộng có nghĩa là nhanh hơn UTC (thường là phía đông); dấu trừ có nghĩa là chậm hơn UTC (thường là phía tây).
2. Đọc giờ và phút. UTC+5:30 là nhanh hơn năm giờ ba mươi phút.
3. Áp dụng nó cho UTC. Lấy thời gian UTC hiện tại và cộng cho độ lệch dương, trừ cho độ lệch âm.
4. Theo dõi ngày tháng. Nếu phép cộng của bạn đẩy qua nửa đêm, ngày địa phương chuyển sang ngày hôm sau; trừ qua nửa đêm sẽ quay ngược lại.

Ví dụ: Bây giờ là 12:00 UTC. Đối với Mumbai (UTC+5:30) cộng thêm năm tiếng rưỡi để được 17:30. Đối với Denver vào mùa đông (UTC−7) trừ đi bảy giờ để được 05:00 sáng.

Các câu hỏi thường gặp

UTC có giống GMT không?

Đối với các mục đích hàng ngày, chúng thực tế giống hệt nhau và thường được sử dụng thay thế cho nhau. Về mặt kỹ thuật, chúng khác nhau: GMT là một tham chiếu thời gian cũ hơn dựa trên vị trí của Mặt Trời tại Greenwich, trong khi UTC là một tiêu chuẩn hiện đại dựa trên đồng hồ nguyên tử cực kỳ chính xác và được giữ đồng bộ với sự tự quay của Trái Đất. Trong thực tế, khi bạn thấy UTC+0 hoặc GMT, chúng chỉ cùng một giờ đồng hồ.

Tại sao Hoa Kỳ có nhiều múi giờ nhưng Ấn Độ chỉ có một?

Nó phụ thuộc vào chiều rộng và chính sách. Lục địa Hoa Kỳ trải dài trên một vĩ độ lớn, vì vậy nó được chia thành nhiều múi giờ (Eastern, Central, Mountain, Pacific và nhiều hơn nữa) để giữ cho đồng hồ gần như thẳng hàng với Mặt Trời. Ấn Độ cũng rộng, nhưng chính phủ của nó đã chọn một giờ quốc gia duy nhất (UTC+5:30) vì sự đơn giản và thống nhất, chấp nhận rằng Mặt Trời mọc sớm hơn đáng kể ở phía đông của đất nước so với phía tây.

Giờ mùa hè (DST) là gì và nó hoạt động như thế nào?

Giờ mùa hè là việc thực hành chuyển đồng hồ về phía trước, thường là một giờ, trong những tháng ấm hơn để chuyển ánh sáng ban ngày vào buổi tối. Nó tạm thời thay đổi độ lệch của một khu vực — ví dụ New York chuyển từ UTC−5 sang UTC−4 — đó chính xác là lý do tại sao phần mềm theo dõi các múi giờ có tên thay vì độ lệch cố định. Không phải quốc gia nào cũng áp dụng nó, và ngày bắt đầu và kết thúc khác nhau.

Có bao nhiêu múi giờ trên thế giới?

Nếu bạn đếm theo các độ lệch UTC riêng biệt hiện đang được sử dụng, có khoảng 38, bao gồm cả độ lệch nửa giờ và một phần tư giờ. Con số này nhiều hơn 24 mà bạn có thể mong đợi khi chia địa cầu thành các lát theo giờ, bởi vì nhiều quốc gia áp dụng các độ lệch không chuẩn để phù hợp với địa lý và nhu cầu của họ.

Tại sao Đường đổi ngày quốc tế không phải là một đường thẳng?

Đường này thường đi theo kinh tuyến 180° nhưng ngoằn ngoèo để tránh chia cắt các quốc gia và nhóm đảo thành hai ngày lịch khác nhau. Các quốc gia có thể và thực sự điều chỉnh phía của họ, như Kiribati đã làm vào năm 1995, để tất cả lãnh thổ của họ có chung một ngày nhất quán.

Tiếp tục khám phá

Múi giờ là một phát minh của con người đặt lên trên một hành tinh đang quay — sự pha trộn giữa thiên văn học, lịch sử và luật pháp cho phép hàng tỷ người phối hợp ngày của họ. Nếu bạn muốn thấy tất cả hoạt động, hãy kiểm tra thời gian hiện tại trên khắp thế giới với Đồng hồ thế giới của chúng tôi, hoặc tìm hiểu chi tiết về bất kỳ khu vực nào thông qua danh mục Tất cả múi giờ đầy đủ của chúng tôi.