Tyd

Tyd is ’n fassinerende konsep. Vir jare lank al is wetenskaplikes besig om te probeer bepaal of daar nie dalk ʼn manier is waarop ’n mens kan spring tussen die hede, verlede en toekoms nie (jy ken dit dalk as time travel). In hierdie artikel gaan ons meer in diepte kyk na wat tyd is en waar dit vandaan kom. ¹

Waar kom tyd vandaan?

Die eerste meting van tyd het êrens voor 1500 v.C. begin toe die Egiptenare sonwysers ontwerp het. ¹ Hierdie manier van tyd lees was egter beperk tot die tye van die dag wat daar sonlig was. Soos jy weet, is die tyd wat die son skyn in die wintermaande korter as in die somermaande.

Die Egiptenare se manier van tyd lees het dus verskil in somer en winter. Dit het ook verskil in verskillende lande. Dit was wiskundig nie ʼn goeie manier om tyd te bepaal nie omdat niemand op dieselfde tye kon besluit nie. Verbeel jou net dat die skooldag elke paar weke op ʼn ander tyd van die dag begin, of dat sommige skooldae baie langer is as ander.

Dit was dus nodig om iets te ontwerp wat tyd kon bepaal sonder om te moet staatmaak op die son. Die Egiptenare, Grieke en Romeine het met uurglase, waterhorlosies en kerse vorendag gekom om die verloop van tyd te bepaal. Uurglase en waterhorlosies het gewerk volgens die konsep dat dit ʼn sekere hoeveelheid water of sand ʼn sekere tyd neem om van een kant van die houer na die ander kant te loop. Só het hulle uurglase en waterhorlosies ontwerp om ’n sekere tydverloop aan te dui (sien voorbeelde hier onder). ²

Uurglase

Waterhorlosie

Kerse is ook gebruik om tydverloop aan te dui. Die tempo waarteen die kers korter geword het soos dit gebrand het, het ʼn sekere hoeveelheid tyd beteken. Soos jy jouself kan indink, was hierdie nie baie akkurate maniere om tydverloop te bepaal nie, maar dit het wel ʼn meer algemene manier gegee om tyd te bepaal sonder om staat te maak op die son. Dit het ook beteken dat verskillende lande nou kon saamstem oor die verloop van tyd, maar hierdie maniere kon nog nie die standaardtyd van een dag gee nie.

Daarom is die drie toestelle toe saam met die sonwyser gebruik om te bepaal watter tyd van die dag dit is. Die tyd wat dit geneem het vir die son om van een streep na die volgende te skuif, is gebruik om die tyd gedurende die aand ook te bepaal. Seisoene is ook in ag geneem en só kon ’n redelike standaardtyd toe bepaal word regoor die wêreld. Uurglase, waterhorlosies en kerse het die nadeel gehad dat dit net vir ʼn sekere tyd kon loop en dan herstel moes word. Om dié rede is die drie toestelle net gebruik om alledaagse aktiwiteite soos kooktyd en die lengte van ʼn doktersbesoek te meet. ³

Hierdie metodes om die verloop van tyd te bepaal het gelei tot die ontwikkeling van die eerste gewiggedrewe meganiese horlosie, wat in 1283 by Dunstable Priory in Bedfordshire, Engeland, opgerig is. Die diagram hier onder gee vir ons ʼn idee van hoe hierdie horlosie gewerk het. ⁴

Hoewel daar nie werklike foto’s of sketse van hierdie horlosie is nie, is daar bewyse wat bevestig dat die horlosie ná ʼn sekere tyd ʼn harde klank gemaak het wat vir die mense in die dorp aangedui het dat hulle sekere take vir die dag moes verrig. Dié horlosie, wat by die kerk opgerig was, het ook die skooltye en die werksure van die werkers in die dorp bepaal. Die horlosie kon gestel word om op gelyke tye die harde geluid te maak, maar dit het steeds nie die probleem van standaardtyd opgelos nie, want hoeveel tyd moes verloop tussen elke slag?

In die 14de eeu het horlosiemakers ooreengestem dat een volle dag in 24 dele verdeel kon word. Só het hulle nou geweet dat die horlosie só gestel moes word dat dit 24 keer lui in een dag en nag. Daar was egter steeds nie konsensus oor wanneer hierdie 24 dele van die dag moes begin en eindig nie. In Italië het hulle begin tel sodra die son gesak het. In Babilonië het hulle begin sodra die son opgekom het, en in Duitsland het hulle om middernag begin tel.

Die Franse het gewen deur te sê dat die dag in twee dele van 12 ure elk verdeel moes word. Die eerste 12 ure moes om middernag begin en die ander 12 in die middel van die dag. Só het dit gekom dat ons, ons dae verdeel soos ons dit vandag nog doen.

In die 1580’s het horlosiemakers begin om die konsep van minute en sekondes te ontwikkel, maar eers in die 1660’s is wysers by horlosies gevoeg om die minute en sekondes aan te dui. Daar is ooreengekom dat daar 60 minute in een uur is, en 60 sekondes in een minuut.

Deur die jare het baie gemeenskappe hierdie stelsel probeer verander. In die 1790’s het die Franse die desimale stelsel ontwikkel, wat gewerk het volgens ʼn veelvoud van 10 (soos ons dit steeds vandag gebruik). Hulle het aangedring dat tyd ook op dié manier moes werk, maar dit het net 16 maande gehou voor alle horlosies terug na die oorspronklike manier gestel is omdat dit die enigste manier was wat logies sin gemaak het.

In 1656 het Christiaan Huygens die eerste slingerhorlosie ontwerp, met die slinger wat in ʼn sirkel beweeg het. Huygens het wel later besef dat as die sirkel waarin die slinger beweeg nie met elke rotasie presies dieselfde is nie, gaan die horlosie óf tyd verloor óf tyd bykry. Dit is toe verander na ʼn slinger wat van kant na kant beweeg, soos ons dit vandag nog ken (sien illustrasie hier onder). ⁵

Die ontwikkeling van hierdie horlosie het beteken dat ’n standaardtyd nou regoor die wêreld ingestel kon word. Dit het ook beteken dat matrose ʼn presiese ligging op see kon bepaal deur tyd te gebruik – hulle kon bepaal op watter lengtegraadlyn die skip was deur gebruik te maak van die horlosie sowel as die ligging van die son. Aangesien die aarde een volle rotasie voltooi elke 24 uur, of 15° elke uur, kon daar bepaal word dat daar elke 15° op die aarde se lengte ʼn volgende lengtegraadlyn lê. ⁶

Teen die 1900’s was alle horlosies relatief akkuraat, maar in 1928 het W.A. Marrison die eerste kwartskristalhorlosie ontwikkel. In ʼn neutedop – kwartskristalle vibreer teen ʼn baie konstante frekwensie wanneer elektriese strome daaraan gekoppel word. Die kwartskristal kon dus gemanipuleer word om teen ʼn sekere tempo te vibreer en kon dus tyd hou. Hierdie konsep is toe gebruik om die standaard- analooghorlosie wat ons vandag nog gebruik, te ontwikkel.

Dit het ook beteken dat ons nou nie meer op die son staatmaak vir tyd nie, maar eerder op horlosies. Hierdie nuwe horlosie was so akkuraat dat dit ʼn miljoenste van ʼn sekonde kon bepaal en dit het gelei tot die Gekoördineerde Universele Tyd (UTC) wat ons vandag nog gebruik. Dit maak dit moontlik om op enige gegewe tyd vas te stel hoe laat dit op enige plek in die wêreld is. Dit maak dit ook moontlik om met ander lande te kommunikeer aangesien ons met standaardtyd kan vasstel wanneer die kommunikasie moet plaasvind.

Kyk na hierdie video’s om nog meer te leer

Maak jou eie sonwyser

Hoe werk ’n uurglas?

Só werk ’n waterhorlosie

’n Kort geskiedenis van tydbepaling