Τι είναι ο Χρόνος; Μέτρηση του Χρόνου στην αρχαιότητα

Η προσπάθεια μέτρησης του χρόνου είναι τόσο παλιά όσο και ο ανθρώπινος πολιτισμός. Ο άνθρωπος, από τα πρώτα βήματά του σε αυτόν τον πλανήτη, ως νοήμον ον, συνειδητοποίησε την έννοια της χρονικής διάρκειας επικουρούμενος από την περιοδική εναλλαγή πολλών φυσικών φαινομένων με κυρίαρχα την εναλλαγή μέρας – νύχτας και την περιοδική εμφάνιση των εποχών στη διάρκεια του έτους. Αν δεν υπήρχαν αυτές οι περιοδικότητες, όπως και οι φάσεις της Σελήνης ή η περιοδική κίνηση των αστερισμών και των ορατών άστρων [7], δεν είναι τόσο σίγουρο ότι η έννοια του χρόνου θα είχε νόημα, άρα και η ίδια η μέτρηση της ζωής (τουλάχιστον, όπως τη γνωρίζουμε).

Πριν από 9000 χρόνια, περίπου, οι άνθρωποι άρχισαν να καλλιεργούν τη γη. Ήδη γύρω στο 7000 π.Χ. μπορούμε να βρούμε ίχνη οργανωμένων κοινωνιών με επίγνωση της ύπαρξης των εποχών και της περιοδικότητάς τους, λόγω της γεωργικής ενασχόλησης. Με αυτόν τον τρόπο σηματοδοτείται η ανακάλυψη μίας άλλης μονάδας μέτρησης του χρόνου, του έτους. Η πρώτη μονάδα έγινε κατανοητή από τις πρώτες στιγμές της έλλογης ύπαρξης του ανθρώπου, συνειδητοποιώντας την εναλλαγή μέρας και νύχτας, συνδέοντάς την με την παρουσία και απουσία του Ήλιου. Το πρώτο μεγάλο βήμα για τον άνθρωπο γίνεται με τη διαισθητική ανακάλυψη της ημέρας. Γενικότερα, ήδη από τη νεολιθική εποχή, είχαν παρατηρηθεί και αναφερθεί, επίσης, οι φάσεις της σελήνης, καθώς και οι περιοδικές μεταβολές των ορατών αστερισμών και άστρων [1-3,8].

Με την πάροδο των αιώνων, η χονδρική εκτίμηση του έτους και της ημέρας, γινόταν όλο και λιγότερο ικανοποιητική. Οι αυξανόμενες ανάγκες στη γεωργία, καθώς και οι θρησκευτικές και κοινωνικές απαιτήσεις, ανάγκασαν τους ανθρώπους να ασχοληθούν με τον ακριβή προσδιορισμό της διάρκειας του έτους και της ημέρας. Η ιδέα ήταν ότι ο χρόνος έχει σχέση με την ουράνια κίνηση των πλανητικών και αστρικών σωμάτων, τα οποία αντιπροσώπευαν τη θεϊκή ύπαρξη και την ταύτιση με τον χρόνο. Η ενδελεχής μελέτη της κίνησης των ουρανίων σωμάτων γέννησε, λοιπόν, την Αστρονομία [3,8].

Οι πρώτοι που διαίρεσαν τη μέρα σε 24 ίσα μέρη, τις ώρες, ήταν οι Χαλδαίοι. Βασιζόμενοι στο εξηκονταδικό σύστημα αρίθμησης, διαίρεσαν την ώρα σε 60 υποδιαιρέσεις και κάθε τέτοια υποδιαίρεση σε 60 ίσες μικρότερες (τα σημερινά λεπτά και δευτερόλεπτα αντίστοιχα). Οι Έλληνες, οι Εβραίοι και οι Ρωμαίοι διαιρούσαν τον χρόνο που ο Ήλιος βρισκόταν πάνω από τον ορίζοντα σε 12 ίσες ώρες μέρας και αντίστοιχα σε 12 ίσες ώρες νύχτας. Με αυτόν τον τρόπο οι ώρες μέρας και νύχτας διέφεραν. Η διάρκειά τους, επίσης, άλλαζε σε καθημερινή βάση. Μόνο στις ισημερίες οι ημερήσιες και οι νυχτερινές ώρες γίνονταν ίσες σε διάρκεια [3].

Οι αρχαίοι Έλληνες αστρονόμοι μέτρησαν τον χρόνο για πρώτη φορά χρησιμοποιώντας τον γνώμονα και την κλεψύδρα. Ο γνώμονας ήταν ένας κατακόρυφος στύλος μεγάλου ύψους που μετρούσε τον χρόνο κατά τη διάρκεια των ηλιόλουστων ημερών. Η κίνηση της σκιάς του γνώμονα έδινε πληροφορίες για τη χρονική διάρκεια της μέρας, καθώς  και για τον υπολογισμό των ωρών της. Η κίνηση της σκιάς ήταν, ουσιαστικά, η φαινόμενη κίνηση του Ηλίου στην Ουράνια σφαίρα και ο χρόνος προσδιοριζόταν μέσω των ουρανογραφικών συντεταγμένων του Ηλίου, δηλαδή το αζιμούθιο και το ύψος του. Εξέλιξη του γνώμονα αποτέλεσαν τα ηλιακά ρολόγια. Μετρούσαν τον αληθινό ηλιακό χρόνο και διακρίνονταν σε τρεις κύριους τύπους, τα οριζόντια, κατακόρυφα και ισημερινά, ανάλογα με την κατεύθυνση του γνώμονα, τη μορφή των χαραγών και την κλίση της ωρολογόπλακας. 

• Στα οριζόντια, η γωνία της πλάκας με το στύλο (φ) είναι ίση με το γεωγραφικό πλάτος του τόπου (π.χ. 35,3^ο περίπου για το Ρέθυμνο) (εικόνα 1). 
• Στα κατακόρυφα, που είναι και τα πιο συνηθισμένα, η γωνία του στύλου με το επίπεδο του τοίχου είναι η 90-φ. 
• Στα ισημερινά, το επίπεδο της ωρολογόπλακας συμπίπτει με το επίπεδο του ισημερινού του τόπου, και πάνω της είναι τοποθετημένος ένας κάθετος δείκτης του οποίου η διεύθυνση συμπίπτει με εκείνη του Ουράνιου Άξονα (κατεύθυνση προς Βόρειο Ουράνιο Πόλο) [3].

Η κλεψύδρα χρησιμοποιήθηκε για τη μέτρηση του χρόνου κατά τη διάρκεια των μη ηλιόλουστων ημερών και κατά τη διάρκεια της νύκτας. Η αρχή λειτουργίας του οργάνου στηριζόταν στη συνεχή ροή ύδατος από ένα δοχείο υψηλότερης στάθμης σε ένα άλλο δοχείο χαμηλότερης στάθμης. Η κλεψύδρα χρησιμοποιήθηκε ευρέως στα αρχαία αθηναϊκά δικαστήρια  για τη μέτρηση της χρονικής διάρκειας της δίκης, αφού μπορούσε να πετύχει ακρίβεια μέχρι και μερικών δευτερολέπτων. Μετεξέλιξη των υδατο-κλεψύδρων αποτελούν οι άμμο-κλεψύδρες (ή αμμωτά ή αμμομετρικά ρολόγια), όπου σε αυτά η άμμος αντικατέστησε το νερό. Επινοήθηκαν τον μεσαίωνα και χρησιμοποιούνται ακόμα και σήμερα (π.χ. πολλά επιτραπέζια παιχνίδια χρησιμοποιούν τέτοιες κλεψύδρες.) [3,8,9].

Άλλες συσκευές μέτρησης χρόνου είναι, επιγραμματικά, ο αστρολάβος, η διόπτρα, η ουράνια σφαίρα κ.α. [9] που χρησιμοποιήθηκαν στην Αρχαία Ελλάδα. Ο αστρολάβος ειδικά, προσδιόριζε τον χρόνο μέσω του ύψους των αστέρων από τον ορίζοντα και της αντίστοιχης ουράνιας θέσης τους. Επινοήθηκε από τον  Ίππαρχο το 150 π.Χ. ή από τον Απολλώνιο τον Περγαίο (261-190/179 π.Χ.) και χρησιμοποιήθηκε ευρέως από τον Ίππαρχο. Η ακρίβεια του αστρολάβου ήταν πολύ ικανοποιητική και το σφάλμα στη μέτρηση της ώρας ήταν μικρότερο του ενός λεπτού. 

Ειδική αναφορά αξίζει να γίνει στον σημαντικότερο αστρολαβικό μηχανισμό (κατά πολλούς τον πρώτο υπολογιστή), στον περίφημο Μηχανισμό των Αντικυθήρων. Είναι ένας ωρολογιακός μηχανισμός με δεκάδες οδοντωτούς τροχούς μεγάλης ακριβείας, οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από πολλούς άξονες, όπως στα μηχανικά ρολόγια, και αποτελεί ένα από τα εκθέματα του Εθνικού Αρχαιολογικού Μουσείου. Η πιο αποδεκτή θεωρία σχετικά με τη λειτουργία του υποστηρίζει ότι ήταν ένας αναλογικός υπολογιστής, σχεδιασμένος να υπολογίζει τις κινήσεις των ουράνιων σωμάτων. 

Η μέτρηση του χρόνου είναι, ως επί το πλείστον, ένα αστρονομικό θέμα. Θα παραμείνει έτσι;

(* Περισσότερες λεπτομέρειες στο “ Ηλιακό ρολόι στο Ρέθυμνο“)

Ενδεικτικές πηγές-Βιβλιογραφία (αναφορές 1-6 στο μέρος Α)

[7] Επιστήμης Εξηγήσεις, 18-8-2021, Γνώμες, GOODnet

[8] Μια φορά κι έναν καιρό ήταν… η επιστήμη (Η μέτρηση χρόνου) (πολύ καλή διαχρονική Γαλλική σειρά κινουμένων σχεδίων για την ιστορία της επιστήμης)

[9] Η μέτρηση του χρόνου στην αρχαία Ελλάδα, Ευαγγελία Πάνου, Φυσικός M.Sc.

[10] Μηχανισμός των Αντικυθήρων.

[11] Ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων, Mathesis (πολύ καλό πρόγραμμα μαζικών ανοιχτών διαδικτυακών μαθημάτων (MOOCS) των ΠΕΚ)