Global Lithuanian Net:    san-taka station:
Laiko matavimo kronika  

Mūsų laiko koncepcija priklauso nuo to, kaip jį matuojame. 

Tūkstantmečiams praėjus laiko matavimo instrumentai tapo gerokai sudėtingesni ir tikslesni, savo viršūnę pasiekę 20 a. 7-e dešimtm. imtame naudoti atominiame vandeniliniame mazeriniame laikrodyje...

Tęsinys Tikslaus laiko ieškant  

Žmonijos pastangos žinoti laiką padėjo mokslo ir technologijų evoliucijai. Poreikis dieną ir naktį matuoti dalimis vertė senovės egiptiečius, graikus ir romėnus kurti saulės, vandens ir kitokius laikrodžius. 13 a. laiko matavimo poreikis privertė Vakarų išradėjus sukurti mechaninį laikrodį. Nors jis ir tenkino vienuolynų bei pasaulietinio gyvenimo reikmes, jis nebuvo pakankamai tikslus ir patikimas mokslo reikalams tol, kol jų veikimui nebuvo pritaikyta švytuoklė. Tikslesnis laiko matavimo leido nustatyti laivų padėtis jūroje ir vaidino svarbų vaidmenį pramoninėje revoliucijoje ir Vakarų civilizacijos progrese. Šiuo metu tikslūs laiko matavimo prietaisai tiesiog supa mus, įskaitant kompiuterius, GPS, mobiliuosius telefonus ir pan. Jie taip įaugę į mūsų gyvenimą, kad juos pastebime tik tada, kai liaujasi veikę. water clock

Iš archeologinių duomenų aiškėja, kad babiloniečiai ir egiptiečiai laiką ėmėsi matuoti bent jau prieš 5000 m., sudarė kalendorius, kad prižiūrėtų visuomeninę ir prekybinę veiklą, ūkio darbus. Jų kalendoriai rėmėsi trimis ciklais: Saulės diena (šviesos-tamsos kaita), Mėnulio fazėmis (mėnuo) ir Saulės metais (metų laikai).

Kol nebuvo dirbtinio apšvietimo, Mėnulis turėjo milžinišką socialinį poveikį. Ir gyvenantiems arčiau pusiaujo, jo dilimas ir pilnėjimas buvo labiau dominantis procesas nei metų laikai. Tad žemesnėse platumose sukurti kalendoriai buvo labiau įtakoti Mėnulio ciklų nei Saulės metų. Rajonuose labiau į šiaurę, kur žemdirbystei svarbesni metų laikai, Saulės metai buvo svarbesnis faktorius. Kai Romos imperija išsiplėtė į šiaurę, ji savo kalendorių pertvarkė pagal saulės metus. Dabartinio Grigaliaus kalendoriaus ištakos Babilono, Egipto, Judėjos, Romos kalendoriuose.

Egiptiečiai sudarė pasaulietinį kalendorių, turintį 12 mėnesių po 30 dienų – ir dar pridedant 5 d., kad prisiderintų prie Saulės metų. Kiekvienas 10-ies dienų periodas buvo pažymėtas tam tikra žvaigždžių grupe (žvaigždynu), vadinta dekanu. Sirijui patekant prieš pat auštant, kas nutikdavo beveik visada prasidedant Egiptui svarbiam Nilo potvyniui, 12-a dekanų buvo matoma slenkant dangumi. Kosminė svarba, kurią egiptiečiai skyrė 12-ai dekanų, leido jiems sukurti sistemą, kurioje kiekvienas tamsos periodas (o vėliau ir dienos) buvo padalintas į 12 lygių dalių. Jos tapo vadinamos valandomis, nes jų trukmė kito priklausomai nuo dienų ir naktų trukmės. Vasarą valanda buvo ilgesnė, žiemą – trumpesnė; ir tik per pavasario ir rudens lygiadienius dienos valanda prilygo nakties valandai. Laiko skirstymas į valandas, kurias perėmė graikai ir romėnai, išlieka jau 2500 m.

Anksčiausi svarmenų varomi laikrodžiai paminėti 1283 m. Bedforndšyro Dunstable priorijoje (Anglija). Kad Bažnyčia vaidino lemiamą vaidmenį laikrodžių tobulinime – nestebina: griežta vienuolių regula vertė tikslaus laiko matavimo. Be to, Bažnyčia ne tik kontroliavo išsilavinimo siekimą, bet ir įdarbindavo labiausiai įgudusius amatininkus. O ir prekybos plėtimasis 13 a. antroje pusėje skatino laikrodžių tobulinimą. Maždaug apie 1300- uosius Prancūzijos ir Italijos meistrai kūrė laikrodžius bažnyčioms.Kadangi pradžioje laikas buvo paskelbiamas varpo dūžiais, naujieji prietaisai pavadinti lotynišku „varpas“ pavadinimu, clocca.

Nors mechaninis laikrodis galėjo būti suderintas kintamo ilgio valandoms, labiau tiko vienodos trukmės valandoms. Tačiau tada kilo klausimas, nuo kada pradėti skaičiuoti, - ir taip buvo sukurtos kelios sistemos. weight driven cockoo clock Schemos, parą dalijančios į 24 valandas, skyrėsi pradžios momentu. Italai pradėdavo skaičiuoti nuo saulėlydžio, babiloniečiai – auštant, astronomijoje – vidurdienį, o „didieji laikrodžiai“ (kai kurie viešieji laikrodžiai Vokietijoje) – vidurnaktį. Tačiau tas sistemas „įveikė“ „mažieji laikrodžiai“ arba prancūzų, kurie dieną dalijo į 12 dalių, pradedant vidurnakčiu.

Po 1580 m. laikrodininkai gavo prašymus laikrodžiams, kurie rodytų minutes ir sekundes, tačiau tie mechanizmai dar nebuvo pakankamai tikslūs iki 1660-ųjų, kai išrasta švytuoklė. Minutės ir sekundės kilę iš 60-tainio laipsnio dalijimu, kurį įvedė babiloniečiai. Žodis „minutė“ kilęs iš lotynų prima minuta, pirmasis smulkus suskirstymas, o „sekundė“ iš secunda minuta, antrasis smulkus suskirstymas. Paros skaidymas į 24 valandas, o šių – į 60 minučių bei sekundžių, taip tvirtai prigijo Vakarų kultūroje, kad visos pastangos tai pakeisti buvo bevaisės. Rimčiausias bandymas buvo revoliucinėje Prancūzijoje po 1790 m., kai buvo bandoma įvesti dešimtainę sistemą (apie tai žr. >>>>> ).

Nešiojami laikrodžiai

Kelis šimtmečius po mechaninių laikrodžių išradimo, periodinis varpų skambėjimas bažnyčiose bei miestų bokštuose, pakako didžiajai daliai žmonių. Tačiau 15 a. daug laikrodžių imta naudoti namuose. Kas įstengdavo įsigyti tokius brandžius prietaisus, pajuto, kad būtų patogu, jei būtų galima juos gabenti iš vietos į vietą. Išradėjai sugebėjo sumažinti laikrodžius svarmenis pakeisdami prisukta spyruokle. Tačiau spyruoklės spaudimas didesnis, kai ji prisukta. Problemos išsprendimui panaudotas „suklys“ (sraigė arba fuzėja - grandininė transmisija, lot. fusus), nežinomo išradėjo išrastas kažkur 1400-1450 m. (1485 m. Leonardo da Vinči nupiešė fuzėjos eskizą bokšto laikrodžiui). Kūgio formos detalė laideliu sujungta su dėžute, kuri talpina spyruoklę. Laikrodį prisukus, spyruoklės skersmens sumažėjimas kompensuodavo spyruoklės spaudimą. Sraigė leido netgi pagaminti kišeninius laikrodžius. Net po Antrojo pasaulinio karo buvo naudojami tokie laikrodžiai, pvz., ir kaip jūrų chronometrai.

Esant bet kokiems atstumo matavimo vienetams, daug rūpesčių jūrininkams keldavo tikslaus laiko paskaičiavimas. Ilgų plaukiojimų metu yra svarbu išlaikyti laiką to meridiano, kuris pasirinktas atskaitos tašku. Pradžioje naudotasi saulės ir smėlio laikrodžiais, apytiksliai jį paskaičiuodavo aliejinių lempų pagalba. Į stiklinį indą pripildavo aliejaus, o pagal išbrėžtą škalę sekė likusio aliejaus kiekį.

Ima švytuoti švytuoklės

16-me a. danų astronomas Tycho Brahė ir jo amžininkai bandė laikrodžius panaudoti mokslo reikalams, net jei jie nebuvo pakankamai patikimi. Astronomams reikėjo geresnių priemonių dangaus šviesulių matavimui, o tuo pačiu ir tikslesnių žvaigždėlapių sudarymui. Pasirodė, kad tikslumo padidinimui gali pasitarnauti švytuoklė. Italų fizikas ir astronomas Galileo Galilėjus ir kiti iki jo eksperimentavo su švytuoklėmis, tačiau jaunas danų astronomas ir matematikas Christianas Hiugensas pirmasis per 1656 m. Kalėdas parodė pirmąjį laikrodį su švytuokle. Hiugensas gerai suprato tiek komercinę, tiek mokslinę savo išradimo svarbą ir jau po 6 mėn. Hagos laikrodininkui buvo suteikta licencija gaminti tokius laikrodžius.

Hiugensas matė, kad švytuoklę apskritimo lanku trumpus svyravimus atlieka greičiau nei ilgus. Tad bet koks pokytis švytuoklės kelio ilgyje sukeltų laikrodžio skubėjimą arba vėlavimą. Tad Hiugensas įvedė švytuoklės užlaikymą, dėl kurio švytuoklės pasvaras judėjo labiau cikloide nei apskritimu. Tai leido jai švytuoti per tą patį laiką nepriklausomai nuo švytavimo amplitudės. Švytuokliniai laikrodžiai buvo maždaug 100 kartų tikslesnis už savo mechaninius pirmtakus – per parą paklaida tebuvo nuo 15 min. į dieną iki minutės per savaitę. Naujiena apie išradimą sklido greitai ir jau apie 1660 m. anglų ir prancūzų meistrai sukūrė savas švytuoklinių laikrodžių atmainas.

Švytuoklės panaudojimas ne tik leido geriau patenkinti poreikį laikrodžiams, bet ir paskatino jų, kaip baldų namams, gamybą. Susiformavo nacionaliniai stiliai: pvz., anglai didesnį dėmesį skyrė laikrodžio ciferblatui, o prancūzai – formai ir papuošimams. Tuo tarpu pats Hiugensui mažai rūpėjo tie mados vėjai ir jis užsiėmė jo kaip instrumento astronominiams matavimams bei ilgumos jūroje nustatymui tobulinimu.

Inovacijos master clock by William Shortt

1675 m. Hiugensas pasiūlė savo didžiausią patobulinimą – spiralinę balansuojančią spyruoklę. Kaip kad gravitacija valdo švytuoklės švytavimą, toji spyruoklė nešiojamuose laikrodžiuose reguliuoja sukimąsi balanso ratelyje, kuris yra tiksliai subalansuotas diskas, kuris vieną kartą pasisuka į vieną pusę, o tada į kitą – vėl ir vėl. Tai leido nepaprastai patikslinti laikrodžių tikslumą, pasiekiant tik 1 minutės paklaidą per dieną. Tai iškart papildė laikrodžių rinką, leidžiant laikrodžius ne nešiotis ant grandinės ant kaklo, o įsidedant į kišenę – ir iškart atsiliepė drabužių madai.

Beveik tuo pat metu Hiugensas išgirdo apie svarbų anglų išradimą. Tai inkarinis užraktas, leidęs švytuoklei švytuoti tokiu mažu lanku, kad cikloidinio judesio būtinybė atkrenta. Tačiau kas dar svarbiau, jis leido turėti antrą ir ilgą, sekundes skaičiuojančią švytuoklę, kuris įtakojo naują laikrodžio dizainą. Toks pailgas laikrodis, nuo 1876 m. Amerikoje vadinamas senelio laikrodžiu (pagal Henry Clay Work‘o dainą), ėmė būti populiariausiu angliško stiliaus laikrodžiu. Jų paklaida tebuvo kelios sekundės per savaitę. Žinomas anglų laikrodininkas Thomas Thompson‘as ir jo pasekėjas George Graham‘as vėliau patobulino inkarinį užraktą, kad galėtų veikti be prisukimo. Tasai pagerintas variantas, vadinamas „šakutės“ (deadbeat) užraktu, tapo populiariausiu principu ateinančių 150 metų laikrodžiuose.

Ilgumos nustatymo užduotis

Kai 1675 m. buvo įkurta Grinvičo karališkoji observatorija, vienas jos tikslų buvo nustatyti „taip labai trokštumą įvairių vietų ilgumą“. Pirmasis karališkasis astronomas John Flamsteed‘as naudojo laikrodžius su inkariniu užraktu, kad užfiksuotų tikslius žvaigždžių praėjimo pro dangaus pusiaują, įsivaizduojamą dangaus polius jungiančią liniją, momentus. Tai jam leido tiksliau išmatuoti žvaigždžių poziciją nei tai įmanoma atliekant kampinius matavimus vien sekstantų ir kvadrantų pagalba.

Nors navigatoriai galėjo surasti savo platumą (atstumą nuo pusiaujo link šiaurės ar pietų) matuodami Saulės ar poliuje esančios žvaigždės altitudę, tačiau danguje nebuvo paprasto sprendimo ilgumos nustatymui. Audros ir srovės dažnokai supainiodavo kortas, neleidžiant pasinaudoti plaukimo atstumu ir kryptimi. Klaidos ne tik prailgindavo keliones, bet buvo susijusios su laivų, žmonių ir krovinio praradimu. Tai ypač skaudžiai pajuto britų vyriausybė, kai 1707-ais laivyno admirolas ir per 1600 jūreivių žuvo 4-iems laivams sudužus prie Sili salų. Todėl 1712 m. Britanijos parlamentas išleido įsaką skirti premijas už praktinius sprendimus clock of John Harrisson nustatant ilgumą. Didžiausia 20 tūkst. svarų premijas (dabar ji būtų verta apie 12 mln. dolerių) buvo numatyta išradėjui instrumento, nustatančio laivo ilgumą pusės laipsnio (arba 30 jūrmylių) tikslumu.

Paskelbimas apie premijas sukėlė neapgalvotų pasiūlymų laviną. Todėl Ilgumos taryba nerengė susirinkimų visus 20 m. Tarp pasiūlymų buvo dvi perspektyvios idėjos. Pirmasis, vadinamasis Mėnulio atstumo metodas, kai matuojama tiksli Mėnulio padėtis žvaigždžių atžvilgiu, o kitam reikėjo ypač tikslaus laiko matavimo priemonės. Kadangi Žemė apsisuka aplink ašį per 24 valandas (15o per valandą – tad valandos paklaida reiškia 15o ilgumos paklaidą), tai dėl neplanuoto laivų judėjimo, sunkumų tiksliai matuoti laiką jūrose, temperatūros ir gravitacijos skirtingose platumose skirtumų, I. Niutonas ir jo pasekėjai laikę, kad Mėnulio atstumo metodas tėra vienintelis praktiškai galimas.

Tačiau Niutonas klydo. 1737 m. Ilgumos taryba pagaliau pirmą kartą susirinko, kad aptartų labiausiai nesitikėto kandidato, dailidės iš Jorkšyro, John Harrisson pasiūlymą. Jo griozdiškas ilgumos matuoklis, naudotas kelionėje į Lisaboną ir atgal, įrodė, kad yra vertas aptarimo. Jis leido koreguoti ilgumą 68 myliomis. Tačiau jos autorius buvo nepatenkintas. Vietoj prašymo leisti jį išbandyti kelionėje į Vakarų Indiją, jis praprašė (ir gavo) finansinės paramos įrenginio tobulinimui. Po dviejų metų, nepatenkintas antruoju bandymu, pradėjo trečią, trukusį 19 m. Tačiau tuo metu, kai tasai jau buvo parengtas bandymams, jis pamatė, kad ketvirtasis, 5-ių colių skersmens laikrodis, kurį kūrė tuo pat metu, tinka geriau. Kelionėje į Jamaiką 1761 m. Harisono griozdiškas laikrodis pasirodė pakankamai gerai, kad laimėtų premiją, tačiau taryba atsisakė ją skirti be daugiau įrodymų. Antrasis testas jūroje 1674 m. pasiteisino. Tada jam buvo skirta 10 tūkst. svarų premija. Bet tik 1773 m. įsikišus karaliui George III jam išmokėta likusi jos dalis. Harisono sėkmė įkvėpė kitus. Iki 1790 m. jūrų chronometras buvo taip ištobulintas, kad jo principinė schema daugiau niekada nesikeitė.

Tęsinys Tikslaus laiko ieškant >>>>>  

Sraigė

Susuktos spyruoklės kaip laikrodžio varomosios jėgos panaudojimas tapo praktiškai įmanomas 15 a. pirmoje pusėje išradus sraigę (arba fuzėją). Nors spyruoklė yra kompaktiškas jėgos šaltinis, jos stiprumas (sukamoji galia) kinta priklausomai nuo to, kaip standžiai ji suspausta. Kintančio stiprumo kompensavimui buvo sugalvota sraigė, kūgio formos skriemulys su grioveliais.

Laikrodžio fuzėją su būgnu Būgnas, kuriame įdėta spyruoklė, su sraige sujungtas plona gija arba grandinėle. Kai spyruoklė pilnai prisukta, gija suvyniota ant plonojo sraigės galo. Laikrodžiui einant gija vėl susivynioja ant būgno. Jos diametras ant sraigės didėja taip kompensuodama silpnėjančią spyruoklės jėgą.

Tada laikrodį vėl reikia „prisukti“. Raktas suka fuzėją ant jos pervyniodamas giją. Čia yra viena ypatybė – skirtingai nuo įprastinių laikrodžių, laikrodžiams su fuzėja pastangos sukant raktą visad vienodos, tad prisukantysis nejaučia, kiek daug jis jau prisuko. Tad laikrodžiai su fuzėja privalo turėti saugiklį vėliavėlės pavidalu. Užvyniojus paskutinę apsuką, gija pakelia vėliavėlę, kuri atsirems į ribotuvą, neleidžiančio toliau veržti.

Fuzėja žodis kilęs iš prancūzų fuse, o šis ių lotynų fusatam - “pilna siūlų verpstė”.
Fuzėjos išradimą prikiria Prahos laikrodininkui Jakobui Cechui 1525-ais, tačiau greičiausiai idėja jau buvo kilusi anksčiau visai ne laikrodžių versle. Pvz., fuzėja veleninėje gervėje, skirtoje dideliems svoriams kelti, pavaizduota 1405 m. kariniame rankraštyje. F. Brunelleschi ir L. da Vinči piešiniuose taip pat vaizduotos fuzėjos. Seniausias egzistuojantis laikrodis su fuzėja, o taip pat ir su spyruokle, yra „Burgundijos laikrodis“, kuris, spėjama, buvo apie 1430 m. pagamintas Burgundijos kunigaikščiui Filipui Gerajam.

T. Miudžiui 1755 m. išradus laisvą inkarinę eigą, fuzėja tapo nebūtina, tačiau ji vis dar gali būti sutinkama brangiuose ekskliuzyviniuose laikrodžiuose.

Papildomai skaitykite:
Kas tas laikas?
Matų painiava
Mitas apie laiko pradžią
Ką rodo laiko rodyklė?
Laikrodžiai mūsų kūne
Laikas skirtingose kultūrose
Kalendorius senovės Egipte
Kvantinio pasaulio katinai
Kaip sukurti laiko mašiną?
Papildomas matavimas
Paulio draudimo principas
Įvykių prisiminimas laike
Specialioji reliatyvumo teorija
Erdvės ir laiko sampratos transformacija
DNR, išilginės bangos, kelionės laike
Kvantinė mechanika: triumfas ar ribotumas?
Augustinas: Laiko vertė ir matas
Nepaprasti Visatos skaičiai
Ajurveda. Himnas laikui
Labai prasta balerina
Lyginamoji kosmologija
Greičiau už šviesą!
Laiko fenomenas
Kelionė laike
Visatos modeliai

NSO apsireiškimai ir neįprasti fenomenai Lietuvos danguje ir po juo

Maloniai pasitiksime žinias apie bet kokius Jūsų pastebėtus sunkiai paaiškinamus reiškinius. Juos prašome siųsti el.paštu: san-taka@lithuanian.net arba pateikti šiame puslapyje.

san-taka station

UFO sightings and other phenomenas in/under Lithuanian sky. Please inform us about everything you noticed and find unexplainable in the night sky or even during your night dreams, or in the other fields of life.

Review of our site in English

NSO.LT svetainė
Vartiklis