We zijn het precieze moment kwijtgeraakt, het exacte moment waarop mensen de lucht begonnen te observeren. Mogelijk zat er een stok in de grond. Misschien is het een steen. Het maakt nu niet uit. Belangrijk is dat deze vroege gissingen de basis vormen van elke klok om je pols.
Oude culturen bekommerden zich niet om de tijd zelf. Ze hadden het nodig. Overleven betekent weten wanneer je een gewas moet planten. Het betekent weten wanneer de oogst zal komen. Zonder deze kennis verhonger je.
Vroege methoden waren heel eenvoudig. Duw de staaf in de grond. Bekijk de beweging van de schaduw. Deze schaduw is de essentie van de zogenaamde “zonnewijzer”. Het verticale stuk dat het giet, heeft een naam. Gnoom. Zeg het als nom-on.
Je hebt waarschijnlijk grote gezien. De megalithische stenen. Dit zijn eigenlijk gigantische zonnewijzers die uit steen zijn gehouwen. Maar het echte verhaal bevindt zich niet in het monument. Het wordt aangetroffen in kleine draagbare apparaten die mensen dagelijks dragen en gebruiken.
De Egyptische oorsprong van draagbare tijd
De Egyptenaren worden gecrediteerd voor het uitvinden van de zonnewijzer. Niet de grote tempels. De werkinstrumenten.
De geschiedenis van obelisken gaat terug tot 3500 voor Christus, maar wat is de oudste draagbare versie die er bestaat? Egyptische schaduwklok. Het werd populair rond 1500 voor Christus.
Deze gezichten waren niet rond zoals we vandaag de dag verwachten. Ze waren T-vormig of L-vormig. Aan het einde bevindt zich een verhoogde balk. Eenvoudige geometrie.
Hoe werken ze? Je hebt het klaargemaakt voor de ochtend. De zon sloeg over. De schaduw volgde de uren. Draai het dan om. Vanmiddag weer gebruikt.
De Egyptenaren waren niet de enigen die deze wiskunde deden. Het is iedereen.
De Sumeriërs. Babyloniërs. Maya’s. Grieken. Chinese.
Ze zijn allemaal geobsedeerd door het meten van de tijd. Notulen. Dagen. jaar. Hun resultaten waren verrassend nauwkeurig. Hun systeem beïnvloedde de huidige numerieke modellen op manieren die we vandaag de dag nog steeds gebruiken.
Wij gaan ervan uit dat er 24 uur in een dag zitten. Er zijn 7 dagen in een week. Dit is geen natuurwet. Dit was de keuze van klokkenmakers uit de oudheid.
Waarom een eenvoudig apparaat eigenlijk ingewikkeld is
Je zou denken dat het volgen van schaduw eenvoudig is. Dat is het niet.
De hoek van de zon varieert afhankelijk van het seizoen. De lengte van de dag verandert. Een klok die in de zomer werkt, faalt in de winter. Tenzij je het aanpast.
De Egyptenaren wisten dit. Maar ze hebben het niet met tandwielen opgelost. Ze hebben het opgelost met geometrie. En specifieke uitlijningen.
Dit zijn niet alleen weetjes over geschiedenislessen. Als we begrijpen hoe deze vroege zonnewijzermechanismen werkten, zien we hoe mensen het ongrijpbare begonnen te kwantificeren. Wij leven niet alleen in de tijd. We zijn het gaan meten.
De Sumeriërs gaven ons het basis-60-systeem. Daarom zitten er 60 seconden in een minuut. Waarom 360 graden in een cirkel? Het is allemaal geworteld in die vroege schaduwspellen.
De Babyloniërs verfijnden het. De Grieken voegden er wiskundige discipline aan toe. De Chinezen verbeterden hun nauwkeurigheid.
Niets hiervan is toeval. Alle beschavingen hebben synchronisatie nodig. Om te coördineren. Om te overleven.
Laten we de maker van smartphonehorloges eens nader bekijken. Geen weergave. logica. Het idee dat tijd kan worden verdeeld. meting. Het was voorspeld.
Het voelt raar als ik erover nadenk. Nu kijken we naar de zon en zien licht. Ze keken naar de zon en de kalender. Schema. Een manier om in leven te blijven.
De schaduw bewoog. De wijzerplaat blijft op zijn plaats. Ga vooruit. Maar we volgen nog steeds de regels die duizenden jaren geleden zijn vastgelegd
De zonnewijzer begint eenvoudig. Ze kunnen snel complex worden. Om te begrijpen waarom de schaduwen niet altijd overeenkomen met de klokken, moeten we astronomie bestuderen. De aarde draait om de zon. Het pad is geen cirkel. Het is ovaal. Ovale vorm. Naarmate de planeet de ster nadert, lijkt het alsof de zon sneller over de wijzerplaat beweegt. Dit is de eerste variabele.
Een andere variabele is de helling. De evenaar van de aarde is niet hetzelfde als het vlak van zijn baan. Kantel ongeveer 23,5 graden. onbalans. Deze combinatie van helling en elliptische baan creëert een kloof tussen zonnetijd en kloktijd.
De kloof tussen de zon en de klok
De zonnetijd wordt weergegeven met behulp van een zonnewijzer. De kloktijd is de gemiddelde zonnetijd of de tijd die op de klok wordt weergegeven. Zelden zijn ze het er volledig mee eens. Afhankelijk van het seizoen kan het verschil oplopen tot 15 minuten. Deze overgang wordt de tijdsvereffening genoemd.
Vóór de komst van mechanische horloges was dit verschil van 15 minuten niet zo merkbaar. Vroege mechanische timers moesten echter opnieuw worden ingesteld. Een zonnewijzer is standaard. Uitvinders moesten het ontwerp van zonnewijzers aanpassen om afdrijven op te vangen. Ze kunnen niet langer uitsluitend vertrouwen op lineaire schaduwen.
Sterren- en zonnedagen
Er is ook nog een andere factor. Dit gaat over hoe de aarde in haar baan beweegt terwijl ze draait.
Stel je voor dat je in je achtertuin staat. Je telt de dagen. Gedurende die 24 uur voltooide de aarde haar rotatie. Maar soms loopt het uit de hand. Sommige. Deze verandering verandert het perspectief van waaruit we vanaf de nachtkant van de aarde naar de sterren kijken. Elke nacht ziet het sterrenveld er een beetje anders uit.
Astronomen noemen dit een siderische dag. Het staat in schril contrast met de zonnedag. Tegenwoordig associëren we de sterrentijd vooral met sterrenbeelden. Oude astronomen gebruikten het om gebeurtenissen op aarde te voorspellen. Dit is een aanwijzing voor het lezen van de lucht.
Stel de zonnewijzer in
De kanteling van de aarde veroorzaakt twee complicaties. Lengtegraad en Breedtegraad.
Lengtegraad is het belangrijkste voor de gnomon. wijzer. Het moet evenwijdig zijn aan de as van de planeet. Als je op het noordelijk halfrond bent, richt je de gnomon op de Noordpool.
Vertrouw niet blindelings op magnetische kompassen. De magnetische noordpool beweegt. Het is sluw. We hebben een echt noorden nodig. Kijk naar de sterren. Polaris bevindt zich aan de noordelijke hemel. Het wijst de weg.
De breedtegraad is ook een obstakel. Een zonnewijzer die voor de ene breedtegraad is gemaakt, faalt op de andere. Je moet de hoek aanpassen. Het kan echter zijn dat de uurmarkeringen op de wijzerplaat verkeerd zijn. Voor een correcte plaatsing is trigonometrie vereist. Zonder berekeningen zou de schaduw naar het verkeerde getal wijzen.
In het volgende deel zullen we onderzoeken hoe oude culturen de tijd aangaven en hoe deze patronen zich ontwikkelden.
Ontwikkeling van de zonnewijzer
Zonnewijzers worden vaak beschouwd als antieke tuinornamenten of overblijfselen uit de primitieve geschiedenis. Dit is slechts de helft van het verhaal. Zelfs nadat mechanische horloges populair werden, bleven zonnewijzers essentieel. Waarom? Vroege mechanische horloges waren notoir onbetrouwbaar. Ze dreven af. Moet altijd resetten. Zonnewijzers bieden harde waarheden over de zon die je kunt testen.
Maar praktische bruikbaarheid is niet de enige echte reden dat deze apparaten het hebben overleefd. Het is een obsessie. mensen zijn dol op ze. Deze culturele invloed heeft deze oude technologie veel beter behouden dan de mechanische opvolgers hadden verwacht.
Seizoenstijden
Laten we het onderzoeken. Vroege zonnewijzers maten niet de uniforme tijd die we vandaag de dag gebruiken. Ze hielden seizoensuren bij.
Zo werkt het: De dag is verdeeld in 12 uur. In de winter wordt die tijd echter verkort. In de zomer is het erg lang. Als je dichtbij de evenaar woont, is het verschil verwaarloosbaar. Als je dichtbij de polen woont, kunnen de variaties erg groot zijn. Dit staat in schril contrast met het huidige rigide 24-uursnetwerk.
“De dag is verdeeld in 12 uur, maar deze uren zijn in de winter korter dan in de zomer, omdat de dagen in de zomer langer zijn.
Hemisferisch ontwerp en zonnegeometrie
Zonnewijzers vertellen meer dan alleen de tijd. Ze registreren de seizoenen, zonnewendes en equinoxen. Bij de Grieken stond hij bekend als hemisferische zonnewijzer of hemisferische zonnewijzer.
Stel je een holle kom voor met een scherpe naald (de stok die de schaduw creëert). De punt van de kabouter gaf het tijdstip van de dag aan. De grootte en verdeling van de schaduwen geven het seizoen aan. Afhankelijk van de fabrikant kan de helft van de kom loskomen. Deze variant werd bekend als een hemicyclium of hemicyclus. De basismechanismen blijven hetzelfde.
De kanteling van de aardas bemoeilijkt het ontwerp van een zonnewijzer. Moet zorgvuldig worden ingesteld. Maar diezelfde kanteling is nuttig. Door het oppervlak te buigen en de gnomon correct uit te lijnen, konden de ontwerpers de lijnen etsen die overeenkomen met de zomer, de winter en de equinoxen.
Islamitische innovaties en gelijke uren
Eeuwen later namen verschillende culturen de fakkel over. Tijdens de donkere middeleeuwen in Europa hadden islamitische geleerden het erg druk. Ze gebruikten trigonometrie om platte, ronde zonnewijzers te creëren. Deze lijken erg op de standaard tuinzonnewijzers die we tegenwoordig zien.
Moslimuitvinders behoorden ook tot de eersten die uren van gelijke lengte voorstelden. Op hun wijzerplaten stonden vaak gebedstijden gegraveerd, wat de verbinding tussen tijdwaarneming en religieuze praktijk versterkte.
Dit concept van gelijke werktijd werd geleidelijk sterker. Mechanische klokken verschenen in de 14e eeuw. Seizoensuren bleven echter jarenlang bestaan. De gemiddelde zonnetijd werd geleidelijk ingevoerd en uiteindelijk vervingen tijdzones het oude systeem volledig.
De weg naar precisie
Dankzij deze innovaties konden oude samenlevingen hun geschiedenis vastleggen en plannen maken voor de toekomst. Ze standaardiseerden de overheid, de religie en het sociale leven volgens een gemeenschappelijk schema. Deze traditie zetten wij vandaag voort.
Vandaag zijn we van schaduwen overgegaan op cesium-atoomklokken. De nauwkeurigheid verbetert dramatisch. De fundamentele noodzaak om menselijke activiteiten te synchroniseren bestaat nog steeds.
De volgende pagina bevat links naar meer informatie over astronomie en klokken, evenals antwoorden op interessante vragen over de antieke wereld.
Veelgestelde vragen
Wat is de oudste zonnewijzer?
De oudste zonnewijzer is een Egyptische zonnewijzer die dateert van rond 1500 voor Christus.
Gerelateerde blogposts
-
Hoe de atoomklok werkt
-
Hoe Aurora werkt
-
Hoe maansverduisteringen plaatsvinden
-
Hoe meteorologie werkt
-
Hoe zonsverduisteringen gebeuren
-
Hoe Rosetta Stone werkt
-
Verandert de snelheid van de tijd?
-
Wat zijn de overeenkomsten tussen Los Angeles en het oude Rome?
-
Wat is astrofotografie?
-
Is de kromming van de aarde alleen zichtbaar vanuit de ruimte?
-
Hebben de oude Grieken ideeën van Afrikanen gekregen?
-
Is het graf van koning Tut echt vervloekt?
-
Wat gebeurt er als je rechtstreeks naar een zonsverduistering kijkt?
-
Wat zou je doen als je vandaag een grote piramide zou willen bouwen?
-
Waarom wordt Pluto niet langer als een planeet beschouwd?
Nog meer geweldige links
-
De zonnewijzer van deze maand
-
Zonnewijzer op internet
-
Britse zonnewijzervereniging
-
Noord-Amerikaanse zonnewijzervereniging
Bronnen
–“Een wandeling door de tijd.” Nationaal Instituut voor Standaarden en Technologie Natuurkundig Laboratorium. (1/5/2009) http://physics.nist.gov/GenInt/Time/ancient.html
- “Biologische klokken van bijen lijken meer op mensen dan op insecten.” WetenschapDagelijks. 26 oktober 2006. (29 december 2008) http://www.sciencedaily.com/releases/2006/10/061025185102.htm
-Eric Chaisson en Steve McMillan. Astronomie vandaag. Prentice Hall. 1999. (5 januari 2009)
—-“Circadiaanse ritmes.” Encyclopedie Britannica. (29/12/2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/118220/circadian-rhythm
-
“Veelgestelde vragen”. Nationaal Instituut voor Standaarden en Technologie Natuurkundig Laboratorium. (1/5/2009) http://tf.nist.gov/timefreq/general/history.htm#Anchor-16136
-
Labak, Kim Marie. “Circadiaanse ritmes beïnvloeden het gedrag van huisdieren.” Universiteit van Illinois College voor Diergeneeskunde. 28 maart 2004. (29 december 2008) http://vetmed.illinois.edu/petcolumns/showarticle_pf.cfm?id=449
-
Lennox-Boyd, Mark. “Zonnewijzers: geschiedenis, kunst, mensen, wetenschap” Frances Lincoln LTD., 2006. (31 december 2008) http://books.google.com/books?pg=PT15&lpg=PT15&dq=zonnewijzers+early+man&sig=6g9gvA-7H0Iqgby4Fstx-ovEtsE&ct=result&id=EL0H7Sqc_tYC&ots=SFIMtkVlQ
-
Mills, AA “Een inleiding tot de geschiedenis van de tijdwaarneming: de Leicester Time Trail” Afdeling Natuurkunde en Sterrenkunde, Universiteit van Leicester. 2000/2001. (31/12/2008) http://www.sundials.co.uk/~leicester.htm
—— “Een eenvoudige zonnewijzer”. Chicago Museum voor Wetenschap en Industrie. 2001. (5 januari 2009) http://www.msichicago.org/scrapbook/scrapbook_exhibits/time/educ_pages/act_sundial.html
- Stern, David. “Van sterrenkijker tot ruimteschip.” 21 januari 2008. (5 januari 2009) http://pwg.gsfc.nasa.gov/stargaze/Sintro.htm
—— “Zonnewijzer”. Nationaal Scheepvaartmuseum. (31/12/2008) http://www.nmm.ac.uk/explore/astronomy-and-time/time-facts/sundials/*/viewPage/
—— “Zonnewijzer”. Encyclopedie Britannica. (31/12/2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/573826/sundial
—— “Zonnewijzer en kompas.” Het William R. en Clarice V. Spurlock Museum aan de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign. http://www.spurlock.uiuc.edu/collections/artifact/sundialcompass.html
—— “Zonnewijzer”. Nationaal Museum van Liverpool. (31/12/2009) http://www.liverpoolmuseums.org.uk/nof/sun/san5.html
-
Zonnewijzer op internet. (31/12/2008) http://www.sundials.co.uk/
-
“Tijdzone”. NationMaster.com. (1/5/2009) http://www.nationmaster.com/encyclopedia/Time-zone
-
Website van de British Sundial Association. (31/12/2008) http://www.sundialsoc.org.uk/
-Tulpin, Christopher en Elizabeth, Tracey. “Wetenschap en wiskunde in de oude Griekse cultuur” Oxford University Press. 2002. (5 januari 2009) http://books.google.com/books?id=ajGkvOo0egwC&pg=PA141&dq=ancient+egypt+sundial+museum&client=firefox-a#PPA140,M1
