Geschichte der Horologie von der Sonnenuhr bis zur Atomuhr

Die Menschheit hat immer mit Messung und Aufzeichnung der Lauf der Zeit beschäftigt. Zeitnehmung hat für die Entwicklung der Kulturen wesentlich gewesen; aus zu wissen, wann oder Ernten pflanzen wichtige Ereignisse im Jahr zu identifizieren.

Die Zeit hat historisch in Bezug auf die Bewegung der Erde gemessen wurde; einen Tag, ist eine Umdrehung des Planeten; während ein Jahr ist eine ganze Umlaufbahn der Sonne Kalender wurden aus so weit zurück wie 20,000 Jahren entwickelt, als Jäger und Sammler Linien geritzt und ausgestochen Löcher in Stöcke und Knochen, um möglicherweise die Tage zwischen den Phasen des Mondes zu zählen.

Zivilisationen von den alten Ägyptern zum Römischen Reich haben unterschiedliche Methoden zu entdecken, was für einen Tag des Jahres ist. Allerdings Messzeit, weil es ging den ganzen Tag immer schwer zu frühen Menschheit erwiesen hatte. Sundials waren vielleicht die ersten Stücke, und sie können ihren Ursprung über 5000 Jahre zurückverfolgen; wenn Obelisken gebaut wurden, möglicherweise das Erzählen der Zeit durch die Besetzung ihrer Schatten zu ermöglichen.

Die Zeit, die auf einer Sonnenuhr angegeben wurde, basierte jedoch auf der Bewegung der Sonne am Himmel, die sich während der Jahreszeiten unterscheiden würde und natürlich nicht an bewölkten Tagen oder in der Nacht funktionieren würde. Andere Methoden wie Wasseruhren oder die Sanduhr würden einfach als Rohzeitmesser fungieren. Die Tageszeit zu nennen, würde sich als schwierig erweisen, wenn man sich auf Vergleiche als Zeitangaben verlässt: "Solange es einen Mann braucht, um eine Viertelmeile zu gehen."

Die Leute waren auf diese Methoden angewiesen und andere wie Klingelklingeln, um wichtige Momente bis zum 14th Jahrhundert anzuzeigen, als mechanische Uhren zuerst erschienen, die durch Gewicht angetrieben wurden und durch eine Spindel-Foliot-Hemmung reguliert wurden (ein Zahnradsystem, das das Zahnradgetriebe vorantreibt in regelmäßigen Abständen oder "Ticks"). Diese Uhren waren weit zuverlässiger als Sonnenuhren oder andere Methoden, die zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit eine genaue und zuverlässige Darstellung der Tageszeit ermöglichten.

Der nächste Schritt nach vorn in der Uhrmacherei kam im 17th Jahrhundert, als die Pendeluhr wurden entwickelt, um ihre Genauigkeit beizubehalten. Uhren wurden bald weit verbreitet und es war nicht für weitere 300 Jahre, dass der nächste revolutionäre Schritt in der Uhrmacherei stattfinden würde; mit der Entwicklung von elektronischen Uhren. Diese wurden auf der Grundlage der Bewegung eines schwingenden Kristalls (gewöhnlich Quarz) ein elektrisches Signal mit einer genauen Frequenz zu erzeugen.

Während elektronische Uhren weitaus genauer waren als mechanische Uhren, wurden erst vor der Entwicklung der Atomuhren und vor etwa fünfzig Jahren moderne Technologien wie Kommunikationssatelliten, GPS und globale Computernetzwerke möglich.

Die meisten Atomuhren verwenden, um die Resonanz des Atom Cäsium-133 die genau jede Sekunde mit einer Frequenz von 9,192,631,770 vibriert. Da 1967 das Internationale Einheitensystem (SI) hat, die zweite als diese Anzahl von Zyklen von diesem Atom definiert, das Atomuhr macht (manchmal auch als Cäsium-Oszillatoren), um den Standard für die Zeitmessung.

Atomuhren sind auf weniger als 2 Nanosekunden pro Tag genau, was in 1.4 Millionen Jahren einer Sekunde entspricht. Aufgrund dieser Genauigkeit wurde eine universelle Zeitskala UTC (Coordinated Universal Time oder Temps Universel Coordonné) entwickelt, die eine kontinuierliche und stabile Zeitskala beibehält und Funktionen wie Schaltsekunden unterstützt - zusätzlich zur Kompensation der Verlangsamung der Erdrotation.

Atomuhren sind jedoch extrem teuer und sind in der Regel nur in großtechnischen Laboratorien zu finden. Jedoch können NTP-Server (Network Time Protocol), die Standardmittel zum Erreichen der Zeitsynchronisation in Computernetzwerken, Netzwerke mit einer Atomuhr synchronisieren, indem entweder das Global Positioning System (GPS) -Netzwerk oder spezialisierte Funkübertragungen verwendet werden.

Die Entwicklung von Atomuhren, GPS und NTP-Zeitserver ist für moderne Technologien von entscheidender Bedeutung gewesen, so dass Computer-Netzwerke auf der ganzen Welt zu UTC synchronisiert werden.

Dieser Beitrag wurde geschrieben von

Richard N Williams

Richard Williams N ist ein technischer Autor und Spezialist für die NTP-Server und Zeitsynchronisation-Industrie. Richard Williams N auf Google+