Αναμείνατε ολίγον τι
Επιστήμες

Για ποιο λόγο η μέρα έχει 24 ώρες, η ώρα 60 λεπτά και το λεπτό 60 δευτερόλεπτα;

Για ποιο λόγο η μέρα έχει 24 ώρες, η ώρα 60 λεπτά και το λεπτό 60 δευτερόλεπτα;

Στις μέρες μας, μοιάζει απόλυτα φυσιολογικό η μέρα να έχει 24 ώρες, η ώρα 60 λεπτά και το λεπτό 60 δευτερόλεπτα. Ωστόσο, δεν ήταν πάντοτε έτσι.

Στον σημερινό κόσμο, το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο σύστημα αριθμών είναι το δεκαδικό (βάση το 10), ένα σύστημα που προέκυψε πιθανώς διότι ήταν πιο εύκολο για τους ανθρώπους να μετρούν χρησιμοποιώντας τα δάχτυλά τους. Ωστόσο, οι πολιτισμοί που χώρισαν αρχικά την ημέρα σε μικρότερα τμήματα, χρησιμοποιούσαν διαφορετικά συστήματα αριθμών, πιο συγκεκριμένα το δωδεκαδικό (βάση το 12) και το εξηκονταδικό (βάση το 60).

Χάρη σε τεκμηριωμένες αποδείξεις που πιστοποιούν ότι οι Αιγύπτιοι χρησιμοποιούσαν το ηλιακό ωρολόγιο, οι περισσότεροι ιστορικοί θεωρούν ότι είναι ο πρώτος πολιτισμός που διαίρεσε την ημέρα σε μικρότερα μέρη. Τα πρώτα ηλιακά ρολόγια ήταν απλές ράβδοι τοποθετημένες στο έδαφος που έδειχναν την ώρα από το μήκος και την κατεύθυνση της προκύπτουσας σκιάς.

Ήδη από το 1500 π.Χ., οι Αιγύπτιοι είχαν αναπτύξει ένα πιο προηγμένο ηλιακό ρολόι: μια μπάρα σχήματος Τ τοποθετημένη στο έδαφος με τέτοιο τρόπο ώστε να διαιρεί το διάστημα μεταξύ ανατολής και ηλιοβασιλέματος σε 12 μέρη.

Αυτή η διαίρεση αντικατόπτριζε τη χρήση του δωδεκαδικού συστήματος από την Αίγυπτο – η σημασία του αριθμού 12 συνήθως αποδίδεται είτε στο γεγονός ότι ισούται με τον αριθμό των σεληνιακών κύκλων σε ένα χρόνο είτε στον αριθμό των αρθρώσεων των δακτύλων σε κάθε χέρι (τρεις σε κάθε ένα από τα τέσσερα δάχτυλα, εξαιρουμένου του αντίχειρα), καθιστώντας δυνατή την καταμέτρηση με τον αντίχειρα.

Το ηλιακό ρολόι επόμενης γενιάς πιθανόν αποτελούσε την πρώτη αναπαράσταση αυτού που ονομάζουμε στις μέρες μας ώρα. Παρόλο που οι ώρες σε μια  ημέρα ήταν περίπου ίσες, η διάρκειά τους διέφερε, με τις θερινές ώρες να είναι πολύ μεγαλύτερες από τις χειμερινές ώρες.

Χωρίς τεχνητό φως, οι άνθρωποι αυτής της χρονικής περιόδου θεωρούσαν τις ηλιόλουστες και τις σκοτεινές ώρες ως δύο αντίθετες περιόδους και όχι  μέρος της ίδιας ημέρας.

Χωρίς τη βοήθεια ηλιακών ρολογιών, η διαίρεση του σκοτεινού διαστήματος μεταξύ ηλιοβασιλέματος και ανατολής ήταν μια περισσότερο πολύπλοκη διαδικασία σε σχέση με τη διαίρεση της ηλιόλουστης περιόδου. Κατά τη διάρκεια της εποχής που χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά τα ηλιακά ρολόγια, όμως, οι Αιγύπτιοι αστρονόμοι είχαν επίσης παρατηρήσει για πρώτη φορά ένα σύνολο 36 αστεριών που διαιρούσε τον ουράνιο θόλο σε ίσα μέρη.

Το πέρασμα της νύχτας είχε συσχετιστεί με την εμφάνιση 18 από αυτά τα αστέρια, τα τρία εκ των οποίων ανατέθηκαν σε κάθε μία από τις δύο περιόδους λυκόφωτος όταν τα αστέρια ήταν δύσκολο εντοπιστούν. Η περίοδος του πλήρους σκοταδιού σηματοδοτούνταν από τα υπόλοιπα 12 αστέρια, οδηγώντας και πάλι σε περιόδο νύχτας χωρισμένη σε 12 τμήματα (άλλη μία αναφορά στο δωδεκαδικό σύστημα).

Κατά τη διάρκεια του Νέου Βασιλείου (1550 – 1070 π.Χ.), αυτό το σύστημα μέτρησης απλουστεύθηκε για να χρησιμοποιήσει ένα σύνολο 24 αστεριών, 12 από τα οποία σηματοδοτούσαν το πέρασμα της νύχτας.

Η κλεψύδρα ή το ρολόι του νερού χρησιμοποιήθηκε επίσης για την καταγραφή του χρόνου κατά τη διάρκεια της νύχτας και ήταν ίσως η πιο ακριβής συσκευή χρονομέτρησης του αρχαίου κόσμου. Το ρολόι – ένα δείγμα του οποίου βρέθηκε στο Ναό του Αμμών στο Καρνάκ, χρονολογείται από το 1400 π.Χ. – ήταν ένα αγγείο με κεκλιμένες εσωτερικές επιφάνειες που επέτρεπαν τη μείωση της πίεσης του νερού, με κλίμακες που σημάδεψαν τη διαίρεση της νύχτας σε 12 μέρη κατά τους διάφορους μήνες.

Μόλις οι ώρες φωτός και σκότους χωρίστηκαν σε 12 μέρη, η έννοια της 24ωρης ημέρας ήταν σε ισχύ. Η έννοια των ωρών σταθερού μήκους, ωστόσο, προήλθε από την Ελληνιστική περίοδο, όταν οι Έλληνες αστρονόμοι άρχισαν να χρησιμοποιούν ένα τέτοιο σύστημα για τους θεωρητικούς τους υπολογισμούς.

Ο Ίππαρχος, του οποίου η εργασία έλαβε χώρα κατά κύριο λόγο μεταξύ 147 και 127 π.Χ., πρότεινε τη διαίρεση της ημέρας σε 24 ισονύκτιες ώρες, με βάση τις 12 ώρες του φωτός και τις 12 ώρες του σκότους που παρατηρήθηκαν κατά τις ημέρες των ισημεριών. Παρά την πρότασή του, οι λαϊκοί συνέχισαν να χρησιμοποιούν εποχιακά ποικίλες ώρες για πολλούς αιώνες. (Οι ώρες σταθερού μήκους έγιναν αποδεκτές μόνο μετά την πρώτη εμφάνιση των μηχανικών ρολογιών στην Ευρώπη κατά τον 14ο αιώνα.)

Ο Ίππαρχος και άλλοι Έλληνες αστρονόμοι χρησιμοποίησαν αστρονομικές τεχνικές που είχαν προηγουμένως αναπτυχθεί από τους Βαβυλώνιους, που κατοικούσαν στη Μεσοποταμία. Οι Βαβυλώνιοι πραγματοποίησαν αστρονομικούς υπολογισμούς στο εξηκονταδικό σύστημα (βάση το 60) που κληρονόμησαν από τους Σουμέριους, οι οποίοι το ανέπτυξαν γύρω στο 2000 π.Χ.

Αν και δεν είναι γνωστό γιατί επιλέχθηκε το 60, είναι ιδιαίτερα βολικό για την έκφραση των κλασμάτων, αφού το 60 είναι ο μικρότερος αριθμός που διαιρείται μεταξύ των πρώτων έξι αριθμών καταμέτρησης καθώς και των 10, 12, 15, 20 και 30.

Αν και δεν χρησιμοποιείται πλέον για γενικούς υπολογισμούς, το εξηκονταδικό σύστημα εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για τη μέτρηση γωνιών, γεωγραφικών συντεταγμένων και χρόνου.

Ο Έλληνας αστρονόμος Ερατοσθένης (που έζησε περίπου το 276 έως το 194 π.Χ.) χρησιμοποίησε το εξηκονταδικό σύστημα για να διαιρέσει έναν κύκλο σε 60 μέρη ώστε να δημιουργήσει ένα αρχικό γεωγραφικό σύστημα, σχεδιάζοντας οριζόντιες γραμμές να διαπερνούν τα μέχρι τότε γνωστά μέρη της Γης. Έναν αιώνα αργότερα, ο Ίππαρχος ομαλοποίησε τις γραμμές του γεωγραφικού πλάτους, καθιστώντας τις παράλληλες και σύμφωνες με τη γεωμετρία της Γης. Σχεδίασε επίσης ένα σύστημα γραμμών γεωγραφικού μήκους που περιείχε 360 μοίρες και το οποίο διέτρεχε από το βορρά μέχρι το νότο, από πόλο σε πόλο.

Στην πραγματεία του Almagest (περίπου το 150 π.Χ.), ο Κλαύδιος Πτολεμαίος εξέλιξε το έργο του Ιππάρχου διαιρώντας καθεμία από τις 360 μοίρες γεωγραφικού πλάτους και γεωγραφικού μήκους σε μικρότερα τμήματα. Κάθε μοίρα χωρίστηκε σε 60 μέρη, καθένα από τα οποία υποδιαιρέθηκε και πάλι σε 60 μικρότερα τμήματα. Το πρώτο τμήμα, partes minutae primae, ή το πρώτο λεπτό, έγινε γνωστό απλά ως το “λεπτό”. Η δεύτερη κατάτμηση, partes minutae secundae, ή “δεύτερο λεπτό”, έγινε γνωστό ως δευτερόλεπτο (δεύτερο).

Ωστόσο, τα λεπτά και τα δευτερόλεπτα δεν χρησιμοποιήθηκαν για την παρακολούθηση του χρόνου στην καθημερινότητα, παρά μόνο πολλούς αιώνες αργότερα. Οι οθόνες των ρολογιών χώριζαν την ώρα σε μισά, τρίτα, τέταρτα και μερικές φορές ακόμη και 12 μέρη, αλλά ποτέ σε 60. Στην πραγματικότητα, δεν ήταν κοινώς κατανοητό ότι μία ώρα έχει διάρκεια 60 λεπτά. Δεν ήταν πρακτικό για το ευρύ κοινό να υπολογίσει τα λεπτά μέχρι τα τέλη του 16ου αιώνα, όπου εμφανίστηκαν τα πρώτα μηχανικά ρολόγια που έδειχναν λεπτά.

Χάρη στους αρχαίους πολιτισμούς που καθόρισαν και διατήρησαν τις διαιρέσεις του χρόνου, η σύγχρονη κοινωνία συλλαμβάνει ακόμα μια μέρα 24 ωρών, μια ώρα 60 λεπτών και ένα λεπτό 60 δευτερολέπτων. Ωστόσο, η πρόοδος στην επιστήμη της χρονικής διατήρησης έχει αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο ορίζονται αυτές οι μονάδες. Τα δευτερόλεπτα προέκυψαν κάποτε διαιρώντας τα αστρονομικά γεγονότα σε μικρότερα μέρη, με το Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI) να ορίζει τη δεύτερη ως κλάσμα της μέσης ηλιακής ημέρας και αργότερα να την συνδέει με το τροπικό έτος. Αυτό άλλαξε το 1967, όταν το δεύτερο επαναπροσδιορίστηκε ως η διάρκεια των 9.192.631.770 ενεργειακών μεταβάσεων του ατόμου καισίου. Αυτός ο επαναχαρακτηρισμός προκάλεσε την εποχή της ατομικής χρονομέτρησης και της Συντονισμένης Παγκόσμιας Ώρας (UTC).

Είναι ενδιαφέρον ότι, για να διατηρήσουμε τον ατομικό χρόνο σε συμφωνία με τον αστρονομικό χρόνο, πρέπει να προστεθούν περιστασιακά δευτερόλεπτα στη UTC. Επομένως, όλα τα λεπτά δεν περιέχουν 60 δευτερόλεπτα. Μερικά ‘σπάνια’ λεπτά, περίπου οκτώ ανά δεκαετία, περιέχουν στην πραγματικότητα 61.

 

Πηγές

Εικόνα: commons.wikimedia.org

Μοιραστείτε το άρθρο

The following two tabs change content below.
Γιώτα Ζώτου

Γιώτα Ζώτου

Είμαι απόφοιτος του Τμήματος Εφαρμοσμένων Μαθηματικών του Πανεπιστημίου Κρήτης και κάθε προσπάθεια για περαιτέρω βελτίωση, που έχει σαν στόχο την διευκόλυνση της καθημερινότητας του ανθρώπου άπτεται των ενδιαφερόντων μου. Μέσα από αυτό το site λοιπόν θα μοιραζόμαστε ερευνητικά δεδομένα και εξελίξεις που αφορούν στις επιστήμες και την τεχνολογία, τα οποία έμμεσα ή άμεσα μας αφορούν και αξίζει να γνωρίζουμε.

Αφήστε ένα σχόλιο

Επιλογές της ομάδας
Oumuamua
σκίτσο του Άλμπερτ Αϊνστάιν
Τι θα γινόταν αν ο αυτισμός ήταν ... υπερδύναμη;
Η Σοφία, το πρώτο ρομπότ πολίτης στον κόσμο, δήλωσε ότι θα ήθελε να αποκτήσει οικογένεια
Πώς δημιουργήθηκαν τα μαθηματικά σύμβολα;
NASA: το πείραμα των πανομοιότυπων διδύμων