piątek, 7 czerwca 2013

Antyczne zegary - jak kiedyś mierzono czas

W obecnych czasach zegar towarzyszy nam na każdym kroku. Mamy go w telefonie komórkowym, komputerze, widzimy go na dworcu, przystanku tramwajowym i ulicy. Ciągle towarzyszy nam regularnie odmierzany czas. Przyjmujemy sekundy, minuty i godziny za coś oczywistego. Tymczasem nie zawsze tak było – człowiek dopiero musiał się nauczyć, jak mierzyć czas. I nie było to łatwe zadanie.

Cień mierzy czas

Pierwsze próby odmierzania czasu wykorzystywały ruch słońca. W starożytnym Egipcie, Babilonie czy Chinach budowano duże, słoneczne zegary umiejscowione na placach publicznych. W ich centrum ustawiony był tak zwany gnomon, czyli wskazówka, której cień pokazywał położenie Słońca. Mógł nią być dowolny pręt wbity w ziemię. Możecie sami w słoneczny dzień, na przykład podczas wylegiwania się na plaży, sprawdzić jak to działa. Jeśli wbijecie w piasek patyk i narysujecie kreskę na linii cienia, który rzuca, zobaczycie, że po pewnym czasie cień będzie już w innym miejscu. W ten sposób, przesuwając się po narysowanych na ziemi znakach, pokazuje, jaka jest pora dnia. Co ciekawe taki zegar może działać nawet w nocy, jako tak zwany zegar księżycowy, pod warunkiem, że nasz satelita świeci akurat mocnym blaskiem.


 
Zegar słoneczny niestety nie jest idealnie precyzyjny, przynajmniej w naszym rozumieniu precyzji. Ziemia obraca się wokół własnej osi ruchem jednostajnym, natomiast wokół słońca ruchem niejednostajnym, ze względu na eliptyczny kształt naszej orbity (czyli nie kolisty, a „jajowaty”). Przez to, zależnie od pory roku, doba trwa raz dłużej raz krócej. Zegar słoneczny spóźnia się też lub spieszy w stosunku do naszych zegarków w zależności od długości geograficznej (czyli położenia na kuli ziemskiej na linii wschód-zachód).

Na czym polega „precyzja” naszych zegarków? Stosujemy umowny czas uśredniony. Ziemia została podzielona na strefy czasowe, z których każda ma szerokość 15 stopni długości geograficznej i oznacza przesunięcie czasu lokalnego o godzinę. Układ stref oparty jest na średnim czasie słonecznym dla danej lokalizacji. A więc czy jesteśmy aż tak precyzyjni? Gdybyśmy chcieli naprawdę wiedzieć, która jest godzina, musielibyśmy przestawiać zegarek podczas każdej podróży na wschód lub zachód (na przykład co 50 kilometrów). Na szczęście pomysł stref czasowych chroni nas przed tą uciążliwością.

Problemy z klepsydrą

Jednym z pierwszych zegarów była prosta klepsydra, w której czas był mierzony na podstawie obserwacji poziomu wody w naczyniu, z którego ona wyciekała. Naczynia te w czasach starożytnych były często pięknie malowane i niewątpliwie zdobiły domy, jednak ich precyzja pozostawiała wiele do życzenia. Główny problem z zegarem wodnym polegał na tym, że gdy naczynie było pełne, woda wyciekała z niego szybko. Działo się tak ze względu na duże ciśnienie, które wtłaczało wodę do otworu. Z każdą chwilą jednak wody ubywało i malało ciśnienie. Przez to jej poziom zmniejszał się coraz wolniej i przez to wolniej płynął czas...


fot.: G.dallorto

Problem ten próbowano rozwiązać za pomocą genialnego w swej prostocie rozwiązania. Postanowiono mierzyć nie upływ wody, lecz jej napływ do naczynia poniżej. Dbano jednocześnie o to, by naczynie, z którego woda wypływa, pozostawała wciąż pełne. Aby to osiągnąć, wystarczył jeszcze jeden zbiornik z wodą. Zegar taki był już znacznie bardziej precyzyjny i pozwalał trafniej oceniać upływ czasu, na przykład podczas przemów w demokratycznych Atenach. Chociaż właściwie trzeba powiedzieć, że klepsydrze było bliżej do naszego stopera niż do prawdziwego zegara. Czas tych miał dopiero nadejść wraz z zaawansowaną mechaniką.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz