Čas jako největší protivník. Naučili jsme se jej měřit, ale ovládnout jej neumíme

Všichni dobře víme, jak umí být čas relativní veličina. Někdy se nesnesitelně táhne, jindy utíká k zbláznění rychle. Zkrotit jej si přály generace vědců, alchymistů i náboženských vůdců. Zatím se to však nepodařilo. Umíme čas pouze měřit a sledovat, jak nám protéká mezi prsty. Ale i k tomu vedla strastiplná cesta.

Pokusy o pochopení času byly (a jsou) stále zájmem řady lidí. První konkrétnější představu o čase lidé získali pozorováním opakujících se přírodních jevů, mezi nimi hrál významnou úlohu například pravidelný pohyb nebeských těles. Přesnost měření času se pak dále mohla zdokonalovat díky vývoji na poli matematiky, astronomie nebo fyziky, ale i obchodu či bankovnictví.

Využívání sil přírody

Jak čas měřili naši předkové? Úplné počátky lze spojovat s používáním relativně jednoduchých pomůcek a mechanismů, mezi první pravděpodobně patřilo měření délky stínu svislého sloupu – gnómonu. Sluneční hodiny se poté dále šířily civilizacemi – od Chaldejců se jejich znalost dostala do Řecka a odtud se o ní dozvěděli Římané. Znaly je i některé civilizace předkolumbovské Ameriky, např. Inkové. Teprve na konci středověku se původně pevné sluneční hodiny začaly vyrábět i v přenosné variantě. Renesance gnómoniky nastala v 15. až 18. století, kdy vzniklo bezpočet důmyslných přístrojů tohoto typu.

Mimo sluneční hodiny některé národy ve starověku využívaly k měření času také vodu. Velkého rozšíření dosáhly vodní hodiny v Řecku, kde jim říkali klepsydry. Tento typ měření času měl však značnou nevýhodu – vodní hodiny byly většinou schopné měřit čas pouze po dobu několika hodin, ale bonusem bylo zase to, že nebyly závislé na slunečním svitu.

Využívaly se i ohňové hodiny, u kterých se uplynulý čas měřil délkou knotu uhořelé svíčky nebo doutnáku, případně množstvím spáleného oleje v lampě. Posledním typem elementárních hodin jsou hodiny přesýpací, které se vlastně zachovaly dodnes a pro dekorační účely je používáme i v našich domácnostech. Jako náplň se v nich nejčastěji používal jemný písek, ale také drcený mramor nebo jemně rozemleté vaječné skořápky. Přesýpací hodiny jsou však vhodné pouze k měření kratších intervalů a jen zcela výjimečně byly sestrojovány pro několikahodinový chod.

Ozubená kolečka

Kdy ale nastal zásadní zlom v měření času v podobě hodinového strojku? Vynález mechanických hodin s ozubenými koly, krokovým mechanismem a oscilátorem byl ve své době naprostou revolucí, která měření času naprosto proměnila. Dnes víme, že první takové hodiny byly zhotoveny přibližně v polovině 13. století v západní Evropě. Písemné záznamy dokumentují tato měřidla v anglickém Westminsteru a v Canterbury v letech 1288 a 1292. Další exempláře z pozdějších let se objevovaly zejména v Itálii, Francii a Německu.

Jedná se skutečně o důmyslnou technologii. Hlavní části hodinového mechanismu představují oscilátor a tzv. krokové ústrojí. Oscilátor tvoří jádro hodin a jde v podstatě o mechanickou soustavu s určitou frekvencí kmitání. Krokový mechanismus pak při každém kyvu oscilátoru propouští jeden zub krokového kola a dodává tak oscilátoru energii. K významným oscilátorům patří například kyvadlo, které dodnes můžeme na některých hodinách vidět. Použití kyvadla k řízení hodinového stroje navrhl filozof, astronom a fyzik Galileo Galilei, ale jeho původní myšlenku zrealizoval až nizozemský matematik a astronom Christian Huygens roku 1655.

Síla atomu

Až 20. století přineslo do vývoje hodinářství řadu novinek a významný posun dále. Jedním z jeho výdobytků jsou atomové hodiny, o jejichž přesnosti si předchozí generace mohly nechat jen zdát. Jejich odchylka je opravdu minimální – pouze jedna sekunda za 150 milionů let. Atomové hodiny dokáží měřit čas pomocí stabilní frekvence kmitání atomů plynného čpavku nebo cesia. Tato revoluce v měření času byla odstartována v USA v roce 1949. Od roku 1967 je sekunda oficiálně popsána jako 9 192 631 770 kmitů atomů cesia, takže atomové hodiny opravdu změnily naše chápaní času a to, jak jej pro vědecké účely popisujeme. Tyto hodiny se využívají hlavně v hvězdárnách, laboratořích nebo vysokorychlostních letadlech. Nepostradatelná je také jejich funkce při kontrole a nastavování jiných hodin.

Měření pomocí krystalu

Další výrazný posun představovaly hodiny řízené krystalem, obvykle označované jako „quartz“. Ty fungují na principu tzv. piezoelektrického jevu, což je zjednodušeně řečeno schopnost krystalu generovat při deformaci elektrický proud určité frekvence, využitý pro řízení oscilátoru hodin. Mezi krystaly, které lze pro tuto činnosti použít patří zejména křemen a křišťál. Elektronické hodiny nejsou tak přesné jako atomové, přesto však přesností a také cenou překonávají tradiční hodiny mechanické. Dnes už se k běžnému nošení takové kousky používají jen velmi zřídka. Jsou spíše luxusní vzpomínkou na umění někdejších slavných hodinářů.

Vývoj měření času byl skutečně dlouhý, komplikovaný a mimořádně zajímavý. Od pozorování vesmírných těles jsem se dostali až do dnešních dní, kdy nám znalost přesného času připadá stejně normální jako to, že ráno vyjde slunce. Možná se za pár desítek let posuneme ještě dál.

Napiš komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *