Нa разных меридианах Земли в один и тот же момент часы показывают разное время. Когда в Ленинграде полдень, то полдень будет и на всём ленинградском географическом меридиане, то-есть во всех местах, лежащих от Ленинграда прямо на север и прямо на юг (например, в Киеве). На меридианах же, лежащих восточнее, полдень уже был: ведь Земля вращается с запада на восток, и эти меридианы таким образом раньше прошли под Солнцем. Так как Земля делает полный оборот на 360 градусов в 24 часа, то в 1 час она поворачивается на 15 градусов. Следовательно, меридиан, лежащий к востоку от ленинградского на 15 градусов, прошёл прямо под Солнцем ровно на час раньше; час тому назад там был полдень (12 часов), а теперь, очевидно, уже час дня (13 часов).
На меридиане, удалённом от ленинградского на 30 градусов к востоку, теперь 2 часа дня (или 14 часов) и т. д.; на каждый градус долготы будет 4 минуты разницы. По этому правилу легко подсчитать, что, например, во Владивостоке, который лежит восточнее Ленинграда на 101 1/2 градусов, часы впереди ленинградских на 6 часов 46 минут, и зимой там день уже клонится к концу, когда в Ленинграде Солнце ещё только восходит.
К западу от ленинградского меридиана будет обратное; так, в Лондоне время позади ленинградского на 2 часа 1 минуту, в Нью-Йорке — почти на 7 часов, а в Сан-Франциско — на 10 часов слишком.
Вот это обстоятельство, что в каждом месте существует своё особое, «местное» время, оказалось чрезвычайно неудобным в век железных дорог и телеграфа. Поэтому разные страны постепенно стали вводить на всей своей территории единое время, обычно время столицы или же время на меридиане своей главной обсерватории. Так, по всей Англии ещё с середины прошлого века был введён счёт времени по меридиану Гринвича (обсерватория близ Лондона); во Франции было введено парижское время, которое на 9 минут 21 секунду впереди гринвичского, в Италии — римское (на 50 минут впереди). В этих сравнительно небольших странах разница между столичным и местным временем невелика, и поэтому часы в каждом городе пришлось переставить при проведении реформы на немного минут. Таким образом был уничтожен различный счёт времени внутри одной страны, но разница между временами разных государств осталась, и при растущем оживлении международных сношений она стала чувствоваться всё сильнее. Кроме того, такое введение единого времени для целого государства неудобно для стран, имеющих большое протяжение с востока на запад, как наш Союз ССР и США. Несмотря на это, в России ещё до революции было введено единое время, именно петербургское (точнее говоря, время Пулковской обсерватории), но только для железных дорог. Оно было на 28 минут 58 секунд позади московского (то-есть времени Московской университетской обсерватории). Для общественной жизни всей страны это время неудобно, так как его разница с местным временем на Дальнем Востоке доходит до 10 часов.
Удачное решение задачи счёта времени было найдено в той стране, в которой говорится, что «время — деньги», — в Северной Америке. С 1884 года там было введено так называемое поясное время, предложенное железнодорожным инженером Флемингом. Мало-помалу это время было введено в Западной Европе, а с 1 июля 1919 года и в СССР.
Поясное время состоит в следующем. Весь земной шар разделён на 24 часовых пояса 24 меридианами, отстоящими один от другого на 15 градусов по долготе. Наибольшую ширину все часовые пояса имеют на экваторе; к северу и к югу они постепенно суживаются, а в полюсах все сходятся. Пояса перенумерованы с запада на восток так: нулевой пояс, затем первый, второй и т д. до 23-го включительно. Серединой начального нулевого пояса является меридиан Гринвичской обсерватории. Все часы внутри этого пояса поставлены по гринвичскому времени; это и есть поясное время нулевого пояса. Так как расстояние даже крайних точек пояса от его среднего меридиана не превышает 7 1/2 градусов, то разность между местным временем и поясным нигде внутри пояса не превосходит получаса. Поэтому при введении поясного времени пришлось переставить часы самое большее на 30 минут вперёд (на западном краю пояса) или же на 30 минут назад (на восточном краю).
Внутри следующего пояса № 1, лежащего к востоку от предыдущего, все часы опять поставлены по времени среднего меридиана этого пояса, то-есть ровно на час вперёд против гринвичского времени; понятно, что разница между поясным и любым местным временем внутри первого пояса попрежнему не превосходит получаса. Дальше идёт пояс № 2 — на 2 часа впереди гринвичского времени, затем № 3 и т. д. Номер пояса сразу показывает, на сколько часов время в этом поясе впереди гринвичского времени. Таким образом при переезде из одного пояса в другой приходится переводить часы всегда на целое число часов. Минуты и секунды во всех поясах одни и те же, такие же, как на часах Гринвичской обсерватории; поэтому гринвичское время теперь называют мировым временем.
При осуществлении этого плана границы поясов были проведены по математическим меридианам только в океанах и пустынях. В населённых областях это невозможно. Например, Москва лежит как раз на границе между вторым и третьим поясами, так что в ней пришлось бы ввести два времени: одно в западной окраине города, другое, на час впереди, — в центральных и восточных районах. Поэтому границы между поясами были проведены большею частью по границам государств и областей, или по естественным границам, например, по рекам. Таким образом разница между поясным временем и местным в некоторых местах бывает несколько больше получаса.
В нулевой пояс входят самые западные страны Европы (Англия, Франция и другие); во всех этих странах принято гринвичское время. В первом поясе (Германия, Италия) часы поставлены на час впереди гринвичских. Второй пояс, охватывающий балканские государства и Польшу, есть в то же время начальный часовой пояс для СССР. Почти посредине этого пояса проходит меридиан Пулковской обсерватории. Долгота Пулкова от Гринвича (то-есть разница между местными временами этих двух обсерваторий) составляет 2 часа 1 минуту 19 секунд; следовательно, так называемое петербургское время, по которому составлялось железнодорожное расписание, только на 1 минуту 19 секунд впереди времени второго пояса. Это обстоятельство очень облегчило введение поясного времени у нас.
Реформа 1919 года и состояла прежде всего в том, что все железнодорожные часы в СССР были переставлены на 1 минуту 19 секунд назад. Эту перестановку заметили, пожалуй, даже не все железнодорожные служащие. По этому времени были поставлены все часы (а не только железнодорожные) от западной границы Союза до линии Архангельск — Москва — Ростов-на-Дону включительно. В этот же пояс был включён весь подмосковный производственный район. Таким образом в Москве часы были переведены на 30 минут 17 секунд назад (так как долгота Московской обсерватории от Гринвича составляет 2 часа 30 минут 17 секунд), и Москва стала жить почти точно по бывшему петербургскому времени. Но зато это новое время, одинаковое и в Москве и в Ленинграде, стало называться московским временем.
В следующем, третьем, поясе часы были поставлены на 1 час впереди ленинградских и московских и на 3 часа впереди гринвичских. Время это можно называть волжским; из больших городов ближе всех к среднему меридиану пояса стоит Саратов.
Остальные часовые пояса Союза ССР перечислим бегло. 4-й пояс — уральский, Свердловск почти в точности на середине пояса; 5-й — западносибирский, Омск близок к среднему меридиану; 6-й — енисейский, Красноярск недалеко от середины; 7-й — иркутский, почти до Читы; 8-й — амурский, от Читы до Якутска; 9-й — приморский, с Владивостоком и Хабаровском; 10-й — охотский; 11-й — камчатский и 12-й — чукотский. Напомним, что номер пояса показывает, на сколько часов часы этого пояса впереди гринвичских.
После Союза ССР наибольшее протяжение по долготе имеют США. Там имеется 6 поясов. В самом восточном из них время на 4 часа позади гринвичского, в самом западном — позади на 9 часов.
Введение поясного времени вместо местного несколько усложняет расчёт восходов и заходов Солнца и других небесных явлений, поэтому астрономы постоянно должны учитывать разницу между местным и поясным временем. Население также иногда замечает, что истинный полдень приходится довольно далеко от 12 часов. Например, все моменты суточного движения Солнца 7 ноября для Москвы, данные в главе 4-й по местному московскому времени, по поясному времени второго пояса расположатся так:
Восход солнца…6 час. 49 мин. по поясному времени.
Кульминация…11 час. 14 мин. по поясному времени.
Заход…15 час. 39 мин. по поясному времени.
Таким образом от восхода Солнца до 12 часов проходит 5 часов 11 минут, а от 12 часов до захода — только 3 часа 39 минут, то-есть на целых полтора часа меньше.
Только что описанное поясное время можно назвать международным поясным временем в отличие от декретного поясного времени, о котором сейчас будет речь.