De bal die om één uur valt

Elke middag om vijf voor één klimt een rode bal tot halverwege een mast op het dak van Flamsteed House in Greenwich, en blijft daar staan. Om twee voor één klimt hij naar de top. Precies om één uur valt hij.¹1De tijdstippen zijn die welke de Royal Observatory aan bezoekers opgeeft. De bal loopt in de winter op Greenwich Mean Time en in de zomer op British Summer Time, dus in de zomer valt hij volgens de zon rond het middaguur, min of meer. Dat is de hele vertoning, en ze vindt al plaats sinds 1833.

De donderdag waarop ik ernaartoe ging om het te zien, stonden er een man of veertig op de binnenplaats beneden, de meesten met hun telefoon omhoog, om een bal te filmen die deed wat ballen doen.

Ik was gekomen om een klok zonder wijzerplaat te bekijken. Een tijdseinbal geeft één keer per dag de tijd aan iedereen die hem kan zien, en doet dat geluidloos. Hij tikt niet, slaat niet, heeft geen wijzers. Vijf minuten lang maakt hij zich klaar, en dan vertelt hij je in minder dan een seconde iets heel precies.²2Kijk naar de top van de mast, niet naar de voet. Tegen de tijd dat de bal landt, is het moment dat hij aankondigde al voorbij. Hij werd gebouwd voor mensen voor wie die seconde belangrijker was dan al het andere wat de klok had kunnen vertellen.

Een klok voor schepen

De mensen voor wie hij gebouwd werd, bevonden zich op de rivier. In de jaren 1830 lag de Theems beneden Greenwich vol schepen die op het punt stonden maandenlang de zee op te gaan, en elk schip had een chronometer aan boord: een zwaar horloge met een zorgvuldig afgestelde veer, in een cardanisch opgehangen kastje, gelijkgezet op de tijd in Greenwich en tijdens de hele reis zo nauwkeurig mogelijk daarop gehouden.

De reden is de lengtegraad. Een navigator kan aan de zon zien wanneer het ter plaatse middag is, het moment waarop de zon haar hoogste punt bereikt, waar het schip zich ook bevindt. Als de chronometer aangeeft dat het daar om kwart over twee Greenwich-tijd middag was, bevindt het schip zich twee uur en een kwartier aardrotatie ten westen van Greenwich. Omdat de aarde vijftien graden per uur draait, is dat drieëndertig en driekwart graad ten westen van Greenwich. Elke vier minuten verschil is één graad. De methode is eenvoudig. Alles hangt af van het horloge.

Het horloge moet dus gelijklopen, of in elk geval een bekende afwijking hebben.³3Een navigator stelde de chronometer nooit opnieuw gelijk. Hij noteerde hoeveel hij afweek (de fout) en hoeveel die afwijking elke dag veranderde (de dagelijkse gang), en verwerkte beide in zijn berekeningen. De kast openen om de wijzers te verzetten zou meer kwaad hebben gedaan dan welke afwijking ook. Een fout van één seconde op de chronometer betekent een positieverandering van vijftien boogseconden, aan de evenaar ongeveer een kwart zeemijl.⁴4De aarde draait in 24 uur 360 graden, oftewel 15 boogseconden per tijdseconde. Een boogminuut breedtegraad is één zeemijl, dus 15 boogseconden is een kwart daarvan. Verder van de evenaar komen de lengtegraden dichter bij elkaar en neemt de fout evenredig af. Een horloge dat per dag een paar seconden achterloopt, heeft een schip na een maand ongemerkt kilometers verlegd; en die kilometers maken het verschil tussen een havenmond en de rotsen ernaast.

Voordat de tijdseinbal er was, moest een kapitein die zijn chronometer met Greenwich wilde vergelijken hem aan wal brengen, of een stuurman met een zakhorloge sturen om het met de klokken van de sterrenwacht te vergelijken en met de uitkomst terug te roeien. Geen van beide is iets wat je met een kwetsbaar instrument wilt doen. De tijdseinbal draaide het probleem om: in plaats van de horloges naar de tijd te brengen, stuurde hij de tijd naar de horloges, over open water, met de snelheid van het licht.

Het idee kwam van een marineofficier, Robert Wauchope, die in 1829 de eerste tijdseinbal in Portsmouth liet plaatsen. Vier jaar later installeerde de Astronomer Royal, John Pond, die van Greenwich op het dak van Flamsteed House, het oudste gebouw van de sterrenwacht. Afgezien van onderbrekingen door stormen en reparaties valt hij er sindsdien.

Waarom één uur, en niet twaalf uur

Twaalf uur lijkt het voor de hand liggende moment. Het is het uur waarop astronomen meten, het uur dat de zon zelf aangeeft. Precies daarom werd het niet gekozen. Om twaalf uur waren de astronomen van Greenwich druk bezig met hun instrumenten, terwijl ze de zon klokten die de meridiaan passeerde, en kon niemand worden vrijgemaakt om de bal te bedienen. Eén uur gaf hun de tijd om af te ronden, de klok te controleren en naar het dak te gaan.

Dat vreemde uur bleef in gebruik. Tijdseinballen in andere havens volgden Greenwich en vielen om één uur, terwijl die in de Verenigde Staten, te beginnen bij de Naval Observatory in Washington in 1845, meestal om twaalf uur vielen.⁵5De bal in Washington viel vanaf 1845 om twaalf uur plaatselijke tijd. Schepen in Amerikaanse havens hadden hetzelfde probleem als schepen op de Theems; het werd alleen opgelost met een ander lunchtijdstip. Niemand die haast had, zou een openbaar tijdsein ontwerpen rond de lunchpauze van een kleine staf. Maar dat was het sein: geen abstractie die uit de hemel neerdaalde, maar een belofte van bepaalde mensen die op een bepaald moment boven in een gebouw zouden staan.

De vijf minuten waarschuwing vind ik mooier dan het vallen zelf. Om vijf voor één stijgt de bal tot halverwege, en dat is de aanwijzing: leg neer waar je mee bezig bent, zoek de mast, leg de chronometer open en houd het potlood klaar. Om twee voor één gaat hij naar de top, en dan houd je hem in de gaten. Het sein is niet het moment waarop de bal de grond raakt, maar het moment waarop hij begint te bewegen. Wie om één uur even wegkijkt en daarna weer opkijkt, heeft het gemist; een tweede kans komt er pas morgen.

Het kanon en de bal

Sommige steden gaven de voorkeur aan lawaai. In Edinburgh wordt sinds 1861 om één uur een kanon afgevuurd vanaf het kasteel, behalve op zondag en een paar feestdagen. Een kanon werkt in de mist, een bal niet, en het bereikt mensen die niet naar het juiste dak kijken. Het heeft één tekortkoming, die iedereen die in Edinburgh woont vroeg of laat leert kennen: geluid is traag.

Geluid legt in lucht op kamertemperatuur ongeveer 343 meter per seconde af. Sta je op een kilometer van het kasteel, dan klinkt de knal drie seconden later; op twee kilometer afstand zes seconden later. Voor het gelijkzetten van een keukenklok maakt dat niet uit. Voor het controleren van een chronometer is het rampzalig, tenzij je weet hoe ver je ervan af staat en de vertraging aftrekt.⁶6Bij ongeveer 20 °C. Geluid gaat wat langzamer door koude lucht, ongeveer 331 meter per seconde bij het vriespunt, dus op een januarimiddag klinkt het kanonschot nog later. De spoorwegen hadden hun eigen geluid.

The startings and arrivals of the cars are now the epochs in the village day. They go and come with such regularity and precision, and their whistle can be heard so far, that the farmers set their clocks by them, and thus one well-conducted institution regulates a whole country.

Henry David Thoreau, Walden (1854), “Sounds”

Thoreau schreef over de spoorlijn die langs Walden Pond liep, in Massachusetts. De boeren daar hadden geen sterrenwacht; ze hadden een fluit, die later klonk naarmate ze verder van het spoor woonden. Edinburgh loste hetzelfde probleem op door beide te doen: een tijdseinbal op het Nelson Monument op Calton Hill, zichtbaar voor schepen in de Firth of Forth, en het kanon voor alle anderen.

Een bal zie je, je hoort hem niet. Vanaf de overkant van de rivier in Greenwich doet het licht er miljoensten van een seconde over om aan te komen; geen enkele zeeman had die vertraging kunnen meten. Dat bedoelde ik met eerlijk. Voor de bal hoef je niets te corrigeren. Wie hem ziet beginnen te vallen, ziet dat op hetzelfde moment als ieder ander, waar die ook staat, zolang de bal maar zichtbaar is.

De bal heeft ook zo zijn tekortkomingen. Je kunt hem ’s nachts niet zien, niet in de mist en niet in zware regen, en op dagen met veel wind wordt hij niet gehesen, omdat een bal die tijdens een storm langs een mast omhoog en omlaag gaat gevaarlijk is voor de mast en voor de mensen eronder. Een kanon kan bij elk weertype worden afgevuurd. Een bal moet je vertrouwen, wat misschien verklaart waarom er zo weinig over zijn.

Draden

De telegraaf veranderde de functie van de tijdseinbal. Tot ongeveer 1850 kon een bal alleen de tijd aangeven van de klok die ernaast stond. Met een draad kon hij de tijd doorgeven van een klok die ver weg stond, zonder dat iemand ter plaatse hoefde te weten hoe laat het was.

Het beste voorbeeld staat in Deal, aan de kust van Kent, waar schepen op de Downs wachtten, het beschutte water tussen de kust en de Goodwin Sands, tot de wind hen het Kanaal in zou voeren. In 1855 kreeg een oude seinmast van de Admiraliteit aan de kust een tijdseinbal. Vanaf dat moment viel hij om één uur, zodra er een elektrisch signaal uit Greenwich binnenkwam, zo’n honderd kilometer verderop. De beheerder in Deal hees hem om vijf voor één en om twee voor één, precies zoals in Greenwich, en wachtte vervolgens tot de draad hem losliet.⁷7De verbinding was niet altijd betrouwbaar: op sommige dagen kwam het signaal te zwak aan om de bal te laten vallen, of helemaal niet. Jarenlang liep de draad ondergronds zonder behoorlijke isolatie; aan zee vraag je daarmee om moeilijkheden. Met tussenpozen werkte hij zo door tot 1927.

De spoorwegen hadden al ontdekt dat één tijd makkelijker was om mee te werken dan vele. De Great Western Railway hield vanaf november 1840 op haar lijn de Londense tijd aan, en in 1847 beval het Railway Clearing House aan dat alle aangesloten maatschappijen hetzelfde deden. Een tijdlang leefde Groot-Brittannië met twee tijden tegelijk: de tijd van de spoorwegen en de tijd die de zon aan elke stad gaf. De klok aan de Exchange in Corn Street in Bristol heeft nog steeds twee minutenwijzers, ongeveer tien minuten uit elkaar: één voor Bristol en één voor Londen. Greenwich-tijd werd pas in 1880 de wettelijke tijd van Groot-Brittannië.

There was even railway time observed in clocks, as if the sun itself had given in.

Charles Dickens, Dombey and Son (1848), chapter 15

Dickens schreef dat als klacht, over een Londense wijk die voor een spoorlijn overhoop was gehaald. Nu gelezen is het een treffende beschrijving van wat de tijdseinbal en zijn draad teweeg hadden gebracht: de zon had zich niet gewonnen gegeven, maar was overstemd door een klok in een gebouw op een heuvel.

Waar een bal nu voor dient

Door de radio was de tijdseinbal niet meer nodig. Vanaf 1924 zond de BBC vlak voor het hele uur zes korte pieptonen uit, en een schip kon overal waar het signaal te ontvangen was Greenwich horen, in de mist, ’s nachts, zonder dat er een mast in zicht hoefde te zijn. Chronometers werden via de radio gecontroleerd, daarna via satellieten, en nu haalt het grootste deel van de wereld de tijd van atoomklokken zonder erbij stil te staan, als onderdeel van de telefoon waarmee het de bal filmde.

Toch blijven de ballen vallen. In Lyttelton, de haven van Christchurch in Nieuw-Zeeland, raakte een tijdseinbalstation uit 1876 beschadigd door de aardbevingen van 2010 en 2011; de toren stortte die juni in tijdens een naschok. Hij werd herbouwd en in november 2018 heropend.⁸8Ik ben niet in Lyttelton geweest. Wat ik ervan weet, komt uit foto’s van de herbouwde toren, die er, zoals herbouwde dingen dat doen, net iets zekerder van zichzelf uitziet dan de oude. Niemand in Lyttelton had hem nodig om een chronometer gelijk te zetten. Toch bouwden ze hem weer op, zoals je een klok repareert die van een grootouder was: niet omdat je hem nodig hebt om te weten hoe laat het is, maar omdat hij dat altijd al deed.

De beroemdste tijdseinbal ter wereld geeft de tijd helemaal niet aan. Sinds de laatste nacht van 1907 wordt op Times Square in New York een bal langs een paal omlaaggelaten om het begin van het nieuwe jaar aan te geven. Het is een tijdseinbal op zijn kop: hij beweegt langzaam gedurende een minuut en komt om middernacht aan, in plaats van bovenaan te wachten en om één uur te vertrekken. Maar de grammatica is dezelfde. Iedereen kijkt naar één ding, op één moment, en is het met elkaar eens.

Vijf minuten waarschuwing

Na het vallen bleef ik op de binnenplaats. Het grootste deel van de menigte vertrok meteen, zoals mensen na een vuurwerk. De bal bleef onderaan zijn mast hangen. Een man naast me keek op zijn horloge om het met de bal te vergelijken en, denk ik, daarna met zijn telefoon; hij knikte in zichzelf, alsof ze allebei de toets hadden doorstaan.

Wat de bal geeft, is eigenlijk niet de tijd. Iedereen op die binnenplaats had de tijd tot op de milliseconde in zijn zak. Hij geeft iets zeldzamers: vijf minuten waarin een aantal vreemden afspreekt naar hetzelfde te kijken, en dan één moment dat voor iedereen precies hetzelfde is. De waarschuwing is belangrijker dan het vallen. Een sein waarop je je moet voorbereiden, is een sein dat je waarschijnlijk zult opvangen.

Ik ben mijn eigen kleine versie ervan gaan bijhouden. Op een werkdag leg ik om vijf voor één neer waar ik mee bezig ben, en om één uur begin ik weer. Het maakt me niet stipter. Het geeft de dag een middelpunt, en dat is meer dan de meeste klokken voor elkaar krijgen.

De tijdstippen zijn die welke de Royal Observatory aan bezoekers opgeeft. De bal loopt in de winter op Greenwich Mean Time en in de zomer op British Summer Time, dus in de zomer valt hij volgens de zon rond het middaguur, min of meer. ↩
Kijk naar de top van de mast, niet naar de voet. Tegen de tijd dat de bal landt, is het moment dat hij aankondigde al voorbij. ↩
Een navigator stelde de chronometer nooit opnieuw gelijk. Hij noteerde hoeveel hij afweek (de fout) en hoeveel die afwijking elke dag veranderde (de dagelijkse gang), en verwerkte beide in zijn berekeningen. De kast openen om de wijzers te verzetten zou meer kwaad hebben gedaan dan welke afwijking ook. ↩
De aarde draait in 24 uur 360 graden, oftewel 15 boogseconden per tijdseconde. Een boogminuut breedtegraad is één zeemijl, dus 15 boogseconden is een kwart daarvan. Verder van de evenaar komen de lengtegraden dichter bij elkaar en neemt de fout evenredig af. ↩
De bal in Washington viel vanaf 1845 om twaalf uur plaatselijke tijd. Schepen in Amerikaanse havens hadden hetzelfde probleem als schepen op de Theems; het werd alleen opgelost met een ander lunchtijdstip. ↩
Bij ongeveer 20 °C. Geluid gaat wat langzamer door koude lucht, ongeveer 331 meter per seconde bij het vriespunt, dus op een januarimiddag klinkt het kanonschot nog later. ↩
De verbinding was niet altijd betrouwbaar: op sommige dagen kwam het signaal te zwak aan om de bal te laten vallen, of helemaal niet. Jarenlang liep de draad ondergronds zonder behoorlijke isolatie; aan zee vraag je daarmee om moeilijkheden. ↩
Ik ben niet in Lyttelton geweest. Wat ik ervan weet, komt uit foto’s van de herbouwde toren, die er, zoals herbouwde dingen dat doen, net iets zekerder van zichzelf uitziet dan de oude. ↩