Einige interessante Einblicke in die Geschichte der Zeitmessung

Die Tageszeitmessung begann in Mesopotamien (dem heutigen Irak) und im alten Ägypten mit den ersten Sonnen- und Wasseruhren. Diese Uhren der Antike waren erstaunlich genau und hatten eine ausgeklügelte Mechanik.

Als der erste Zeiger der Sonnenuhr wurde wahrscheinlich ein Holzpflock verwendet, der senkrecht in die Erde gehauen wurde. Dieser warf dann einen Schatten, der im Laufe des Tages wanderte, je nachdem wie die Sonne gerade stand. Um den Stock herum war eine Art Zifferblatt angebracht, auf dem die Stunden abgelesen werden konnten.

Ca. 3500 v. Chr. haben die Sonnenuhren der alten Ägypter wie hohe und majestätische senkrechte Obelisken ausgesehen. Sie dienten zur Ehrung des Sonnengottes Ra und gaben zugleich die Zeit an. Weil sie merkten, dass der Schatten eines Obelisken, wenn er am kürzesten ist, unabhängig von der Jahreszeit immer in die gleiche Richtung fiel, entdeckten die Ägypter auch den Meridian.

Im Tal der Könige haben Archäologen eine der ältesten Sonnenuhren der Welt entdeckt. Die flache Steintafel mit aufgezeichneten Stundenlinien lag vergraben im Schutt zwischen zwei Königsgräbern.

Die Griechen haben die Sonnenuhr von den Babyloniern übernommen und dank ihrer fortgeschrittenen mathematischen Kenntnisse weiterentwickelt. So hat sich diese Technologie schrittweise vervollkommnet. Uhren dienten dann nicht nur mehr zur Zeitangabe, sondern auch als Kalender.

Ca. 325 v. Chr. erfand der griechische Philosoph Platon einen Wasserwecker. Ein mit Bleikugeln gefülltes Gefäß hing an einer Säule und wurde nachts mit Wasser aus einer Zisterne versorgt. Das Wasser stieg langsam hoch und am Morgen erreichte es das obere Ende der Säule. Das Gefäß kippte um, und die Bleikugeln fielen auf eine Kupferplatte und weckten so Platons Studenten.

Unter der Herrschaft der Römer baute der syrische Architekt und Astronom Andronikos aus Kyrrhos in Athen, am Fuße der Akropolis, fast genau im Jahre 100 v. Chr. einen zwölf Meter hohen, achteckigen “Turm der Winde”, der innen mit einer genialen Wasseruhr und außen an jeder Fassadenseite mit Sonnenuhren ausgestattet war. Die oberen Reliefplatten zeigen die acht Windgötter mit ihren typischen Charakteren jeden Windes. Dieser Turm ist noch heute gut erhalten und ein Vorläufer unserer heutigen Wetterstationen.

Neben der Nutzung von Sonne und Wasser konnte man Kerzen verwenden, die in bestimmten Abständen Markierungen aufwiesen. Jede Markierung war entweder eine Viertelstunde, halbe Stunde oder eine ganze Stunde. König Alfred der Große von England soll im 9. Jahrhundert in Europa die Kerzenuhr erfunden haben. Sie hatte den Vorteil, dass sie nachts und auch bei bedecktem Himmel funktionierte.

Die Geschichte der Sanduhr reicht bis in das 14. Jahrhundert zurück. Im Mittelalter hatten sich Sanduhren fest etabliert und wurden in Kirchen verwendet, um die Dauer einer Messe zu kontrollieren. Auch in der Seefahrt kamen sie zum Einsatz.

Die Sanduhr besteht aus zwei Glaskugeln, die durch ein dünnes Glasrohr miteinander verbunden sind. Aufgrund der Schwerkraft fließt der Sand von einer Kugel in die andere, wodurch eine Zeitspanne gemessen werden kann. Im Gegensatz zur Wasseruhr ist der Sandfluss zwischen den beiden Kugeln regelmäßig und wird kaum von der Temperatur beeinflusst. Die älteste bildliche Darstellung einer Sanduhr befindet sich auf einem Fresko im Palazzo Pubblico in Siena, das um 1338 entstanden war. Im 16. und 17. Jahrhundert war Nürnberg das Zentrum der Sanduhrmacherei.

Die größte Sanduhr der Welt ist das Zeitrad und kann in der ungarischen Hauptstadt Budapest bewundert werden. Die Uhr ist auf eine Laufzeit von einem Jahr eingestellt und mit der entsprechenden Menge Sand befüllt worden. Alljährlich am 31.Dezember um 24.00h wird das sogenannte “Jahresglas“ umgedreht und das neue Jahr eingeläutet.

Etwa um 1300 wurde die erste mechanische Uhr entwickelt und als “Räderuhr” bezeichnet, da ihr Uhrwerk Zahnräder enthält. Wichtig für die Entwicklung der Räderuhren war die Einführung der Hemmung, die die Energie vom Getriebe auf das Schwingelement überträgt. Durch das Zählen der Schwingungen des Schwingelements kann die Zeit gemessen werden.

Um 1675 erfand der Astronom Christiaan Huygens die erste Uhr mit Federantrieb. Der Antrieb ist hier nicht ein Gewicht, sondern eine gespannte Feder. So konnte das Getriebe verkleinert werden. Dies hatte großen Einfluss auf die weitere Entwicklung der mechanischen Uhren. Der Federantrieb muss von Zeit zu Zeit neu aufgezogen werden, das heißt die Feder muss neu gespannt werden.

1812 fertigte der Uhrmacher Abraham Louis Breguet für die Schwester von Napoleon, die damalige Königin von Neapel, die erste Armbanduhr an. Sie war mit einem Band am Handgelenk befestigt.

Die zu Beginn des 20. Jahrhunderts erfundenen Quarzuhren müssen nicht wieder neu aufgezogen werden. Es handelt sich um elektromechanische oder vollelektronische Uhren, die von Batterien oder Akkus angetrieben werden.

Die Entdeckungen im Bereich der Atomphysik haben zur Entwicklung von Atomuhren geführt. Atomuhren sind die genauesten Uhren, die es derzeit gibt. Sie messen allerdings nicht direkt eine Zeit, sondern eine Frequenz, also den Kehrwert der Zeit.

Die Funktion der Atomuhr hängt von den physikalischen Eigenschaften des Elements Cäsium ab und ist extrem genau: In 100 Millionen Jahren weicht sie weniger als eine Sekunde von der tatsächlichen Zeit ab.

Von Petra Eissenbeiss, August 2021

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