Daniel Bethmann

 

 

 Vortrag / Belegarbeit  Astrophysik  : 

 

 Die Geschichte der Sonnenuhr

 

 

 

Gliederung :   1.) Vorwort

                        2.) Die Entwicklung von den Anfängen bis ins 19.Jh. nach Chr.

                        3.) Sonnenuhren heute

                        4.) Quellenangabe

                        5.) MS Encarta 98 Referenzen

 

 

 

 

1.) Vorwort :   Die Entwicklungsgeschichte der Methoden der Zeitmessung beginnt bei den ersten

                        einfachen Uhren des Altertums, mit denen man die Zeit mit einer Genauigkeit von

einigen Minuten je Tag bestimmen konnte, und reicht bis zu den modernen

astronomischen Uhren, deren Genauigkeit im Bereich von tausendstel und millionstel

Sekunden liegt. Sie ist von einer laufenden Erweiterung des zugänglichen Messbereichs

von Zeitintervallen auf Jahrmilliarden und billionstel Sekunden begleitet.

                        Damit all diese Fortschritte auf dem Gebiet der Zeitmessung möglich wurden,

mußten im Laufe von Jahrhunderten und Jahrtausenden viele wissenschaftliche und

technische Problemstellungen gelöst werden. Deshalb ist die Geschichte der

Entwicklung der Uhren gleichzeitig ein hochinteressanter Teil des Kampfes

der Menschheit um das Erkennen und Beherrschen der Natur.

 

 

2.) Die Entwicklung von den Anfängen bis ins 19.Jh. nach Chr.:

 

 

-    Die Sonnenuhr kennt der Mensch schon sehr lange, schon seit über 2500 Jahren. Durch einen                                                                                   großen Zufall fand man einen Papyrus aus dieser Zeit, welcher von  

                 großer Wichtigkeit für die Geschichte der Zeitmessung wurde. Er enthält eine 

     Verabredung eines Liebespaares : “Wenn dein Schatten 16 Fuß mißt, Berenike,   

     erwartet Amasis Dich am Olivenhain.“. Die Frage nach der ersten Zeitmessung der  

     Menschheit findet jedoch keine genaue Antwort. Schon vor zwölftausend Jahren  

     beobachteten die ersten Urmenschen, wie sich z.B. der Schatten eines freistehenden  

     Baumes in der Länge veränderte. Bei Sonnenaufgang warf er einen langen Schatten, 

     der mit aufsteigender Sonne immer kürzer wurde. Neigte sich der Tag dem Abend

     zu, verlängerte sich der Schatten wieder. Als der Mensch nun das erste Mal einen

     Stab in der Erde befestigte und den Zeitpunkt ermittelte, an dem der Schatten des

     Stabes am kürzesten war, legte er ohne es zu wissen zum ersten Mal den wahren 

     Mittag fest und teilte den Tag in Vormittag und Nachmittag. Der dazu verwendete

     Stab wurde Gnomon (Schattenmesser), später zusammen mit einer geeigneten

     Beobachtungsebene Sonnenuhr genannt (siehe Abb.1). Er war der erste

     Zeitmesser, welcher der Menschheit zu Verfügung stand. Heute wissen wir, daß die

     Sonnenuhr nicht von einer Person an einem bestimmtem Ort, sondern von mehreren

     Menschen rund um den Erdball gleichzeitig und unabhängig voneinander erfunden 

     wurde.

 

-    Schon die Sumerer benutzten Sonnenuhren, die den Schatten auf ein kreisförmiges 

     Erdziffernblatt warfen, welche noch keine Ziffern, sondern keilförmige Markierungen

     hatte. Der lichte Tag war in 12 Stunden aufgeteilt. Auch die Babylonier, die Ägypter,

     die Chinesen und die Kulturvölker Lateinamerikas verwendeten Sonnenuhren, um 

     erstens die Zeit immer genauer zu messen und zweitens, um bestimmte

     astronomische Ereignisse (Sonnenfinsternis, ...) vorauszuberechnen. Auch im

     römischen Reich waren Sonnenuhren weit verbreitet. Der römische Architekt Marcus

     Vitruvius Pollio, der im 1.Jahrhundert vor Christus lebte, hinterließ das folgende

     Zeugnis über die Bauart der Sonnenuhren in der Antike und über deren Erfinder :

     Man sagt, die Sonnenuhr in Form eines aus einem geschliffenen (quadratischen)

     Stein herausgehauenen Halbkreises , der entsprechend der örtlichen Neigung der

     Weltachse geschnitten ist, sei eine Erfindung des Chaldäers Berosos. Die Uhr in

     Form einer Schale oder Halbkugel erfand Aristarch von Samos, ebenso die in Form

     einer horizontalen Platte, also einer Scheibe; die Uhr mit einem spinngewebeartigen

     Netz konstruierte der Astronom Eudoxos, einige aber behaupten, ihr Erfinder sei

     Apollonius gewesen.“.

 

-    In Ägypten wurden ab 1400 v. Chr. an mehreren freien Plätzen Obelisken errichtet

     (siehe Abb.2). Sie waren meist achtkantig, besaßen eine pyramidenförmige Spitze 

     und diente hauptsächlich der Zeitbestimmung. Als Stundenmarkierung wurden

     sogenannte Schausteine verwendet. Einen solchen Obelisken ließ  z.B. der Pharao

     Psammetich II. im 6.Jahrhundert v.u.Z. errichten. Er war aus einem Stück gefertigt, 

     20 Meter hoch und hatte eine Masse von 327 Tonnen. Kaiser Augustus ließ ihn 40 v.

     Chr. nach Rom bringen. Zunächst wurde er auf dem Marsfeld, im Jahre 1586 von

     Papst Sixtus V. aber an seinem heutigen Standort, dem Petersplatz in Rom, plaziert.

     Dort fand er als Flächensonnenuhr nunmehr große Bedeutung. 520 v.Chr. wurde in

     Sparta eine Sonnenuhr aufgestellt, die der bedeutende Philosoph und Mathematiker

     Anaximander von Milet berechnet hatte. Mit dieser Uhr, deren Schattenwerfer auf

     den Polarstern ausgerichtet war, versuchte er, die Entfernung der Gestirne zu

     berechnen.

 

-    Mit der dem Bau, den Berechnungen und natürlich auch mit der Verbesserung der

     Sonnenuhren beschäftigten sich viele Gelehrte und Erfinder der Antike. Um nur ein

     paar Beispiele zu nennen: Thales von Milet, Theodor von Samos, Anaxagoras von

     Klazomenai, Eudoxos von Knidos, Markus Aristarch von Samos sowie Archimedes

     von Syrakus. Um sie für einen beliebigen Tag und Monat verwendbar zu machen,

     wurde das Ziffernblatt der Sonnenuhr mit vielen unterteilten Linien versehen, wovon

     jede einem bestimmtem Monat entsprach. In der Sonnenuhr des altgriechischen

     Astronomen Aristarch von Samos z.B. hatte das Ziffernblatt die Form einer Schale,

     deren Innenfläche von einem komplizierten Netz von Linien überzogen war. Die Uhr

     des Eudoxos, eines anderen altgriechischen Astronomen, wurde „Arachne“, d.h. die

     Spinne genannt, weil das komplizierte Liniennetz ihres Ziffernblatts an ein

     Spinnengewebe erinnerte. Vom gleichen Typ war die Sonnenuhr des Andronicus aus

     Kyrrhos, die bis zum heutigen Tag erhalten geblieben ist. Sie zeigt ein Netz von

     Teilungen, die für die verschiedenen Monate des Jahres gedacht sind (siehe Abb.3).

                  Die Genauigkeit der Sonnenuhr durch komplizierte Zifferblätter zu erhöhen, 

                  erschwerte natürlich die Herstellung und die Verwendung dieser Uhren. Ein 

                  entscheidender Schritt zur Verbesserung der Sonnenuhr war schließlich die

                  Erkenntnis der Astronomen, daß es äußerst vorteilhaft ist, den Zeiger samt 

                  Ziffernplatte parallel zur Erdachse auszurichten. Bei diesen sog. Äquatorialen

                  Sonnenuhren beschreibt das Ende des Schattens einen Kreisbogen und die 

                  Bewegungsgeschwindigkeit des Schattens ist konstant (siehe Abb.4). Ein großer

                  Vorteil dieser Sonnenuhren ist, daß sie für alle Jahreszeiten gültig sind, wobei die

                  Stundeneinteilungen in konstantem Abstand voneinander liegen.

    

-    Sonnenuhren waren in der Antike, aber auch lange danach, weit verbreitet. Der

     chinesische Kaiser Koshu-King ließ im Jahre 1278 eine Sonnenuhr errichten, deren

     Zeiger 40 Fuß hoch war ( ca. 12.2 m ). Bedeutend übertroffen wurde er noch von

     Timurs Enkel, dem berühmten Samarkander Astronomen Ulug Beg, der 1430 in

     Samarkand eine Sonnenuhr von 175 Fuß Höhe ( ca. 50 m ) aufstellen ließ, weil er die

     Genauigkeit der Ablesung verbessern wollte. Häufig mußten die Erbauer von

     Sonnenuhren sich nicht nur um deren Genauigkeit Gedanken machen, sondern

     sie auch nach dem Willen ihrer Könige oder Magnaten besonders effektvoll

     und unterhaltsam gestalten. So entwickelte der Mechaniker Regnier eine Sonnenuhr,

     die mit Hilfe einer raffinierten Anordnung von Glasscheiben, Schießpulver und

     Glöckchen zur Mittagszeit von selbst läutete. Der Meister Rousseau erfand noch eine

     orginellere Variante :  mit Hilfe eines entsprechend angebrachten und 

     ausgerichteten Brennglases erreichte er, daß die Sonnenstrahlen eine Kanone so 

     steuerten, daß sie zu einer bestimmten Zeit losfeuerte. Den Meistern damaliger Zeit

     fielen immer neue Varianten ein, mit denen sie ihre Herren begeistern konnten.

 

-    Aber die Sonnenuhren wurden auch immer genauer. Im Dachgewölbe der Kirche  

     San-Pedromio in Bologna befindet sich ein ellipsenförmiges Sonnenauge an der

     Spitze der dortigen Sonnenuhr – es dient der Steigerung der Genauigkeit.

     Giovanni Domenico Cassini, ein Professor der Astronomie, entwickelte sie 1657 und

     war damit im Stande, den wahren Mittag auf 0.25 Sekunden genau zu bestimmen.

     Der Meister Jean Baptiste Schwillgue ließ am Münster in Straßburg ebenfalls ein

     Sonnenauge errichten, mit dessen Hilfe er den wahren Mittag bis auf 10 Sekunden

     genau bestimmen konnte. 980 nach Christus baute der Mönch Gerbert von Aurillac,

     der spätere Papst Silvester II., eine Sonnenuhr, die über ein Räderwerk die

     Bewegung der Planeten anzeigte.

 

-    Eine besondere Sonnenuhr sei noch erwähnt, welche 1506 für die Arbeiter, welche  

     die Kirche Notre Dame in Paris erbauten, installiert wurde. Diese Sonnenuhr war

     eigentlich ganz normal und nach Standard gebaut worden – aber sie besitzt doch

     eine Besonderheit: sie hat keinen Schattenwerfer. Der Beobachter selbst mußte als

     ein solcher dienen. Am Boden waren die Anfangsbuchstaben der zwölf Monate auf

     großen lackierten Bausteinen angegeben. Wer die Zeit wissen wollte, mußte sich auf

     einen Monatsstein stellen, von wo er dann am eigenen Schatten die Uhrzeit ablesen

     konnte.

 

-    Obwohl die Wissenschaftler mit der Zeit gelernt hatten, sehr große und 

     vollkommene Sonnenuhren zu bauen, war deren Benutzung doch nicht allzu bequem

- nachts und bei bewölktem Himmel zeigten sie gar keine Zeit an, und es war

mühselig, sie auf Reisen oder Kriegszügen mit sich zu führen (siehe Abb.6).

     Sonnenuhren wurden noch bis in 16. , ja sogar bis ins 17.Jh. hinein gebaut. Ab dem 

     Jahre 1800 verloren sie jedoch ihre Bedeutung als Zeitmesser. Sie fanden danach 

     nur noch als Zierde, d.h. zum Beispiel als Verschönerung von Häusern & Kirchen

     Verwendung. Grund für diese Umorientierung war das Aufkommen der ersten

     mechanischen Uhren.

 

 

3.) Sonnenuhren heute:

 

 

-    Sonnenuhren werden heutzutage, im Zeitalter der Atom- und digitalen Uhren, nur 

     noch als Zierde verwendet. Viele Jahrtausende alte Sonnenuhren existieren noch

     heute und sind wegen ihres Alters gerngesehene Attraktionen für Menschen aus

     aller Welt. Sie sind auch für die Wissenschaft von großer Bedeutung, da sie

     „lebendige“ Überbleibsel von längst vergangenen Kulturen und Zivilisationen sind

     und dadurch zumindest teilweise über deren Leben Aufschluß gewähren. Beispiele

     für solche Reliquien finden sich viele, da sie meistens aus Stein gefertigt und massiv

     verarbeitet waren, was ihnen diese Altersbeständigkeit lieferte und noch

     heute liefert. Hier ein paar Bsp. :  Aus dem Jahr 1550 stammt eine Sonnenuhr in

     Görlitz, die der Apotheker Struve  an der Außenfront seiner Apotheke von den

     Astronomen Zacharias Scultetus schaffen ließ. Dieses einmalige Stück hat 2

     Zifferblätter, die jeweils 3,25 m mal 1,25 m groß sind. Das westliche Zifferblatt ist ein

     Solarium mit 12 Tierkreiszeichen, von denen 5 in herausgehobenen Kreisen und 7 im

     Liniensystem selbst untergebracht sind. Die Sonnenuhr zeigt die wahre Ortszeit an.

     Die mittlere Ortszeit des 15. Längengrades (der durch Görlitz verläuft) und damit die

     wahre MEZ kann nur an 4 Tagen im Jahr abgelesen werden. Das östliche Zifferblatt,

     eine Arachne (siehe 2.), soll die Stellung der Sonne zu unserem Meridian und

     Horizont anzeigen.

 

             -    Eine recht gut erhaltene Sonnenuhr aus dem Jahre 1650 finden wir an dem alten 

                  Kirchlein in Höckerndorf bei Dresden. Bei einem ehemaligen Weinberg in Dresden-

                  Loschwitz steht ebenfalls eine noch gut erhaltene Säulensonneuhr aus dem Jahre

                  1674. Vier gut erhaltene Sonnenuhren aus dem Jahre 1688 befinden sich an der 

                  kleinen Ortskirche in Carlsfeld im Erzgebirge.

 

-    Dies sind alles natürlich einige wenige Beispiele für Sonnenuhren (aus unserer 

     Region) – in Wahrheit gibt es über ganz Europa (und auch darüber hinaus) verteilt

     unzählige gut oder nicht so gut erhaltene Sonnenuhren, welche teils recht alt aber

     manchmal noch ganz neu sind – denn : Sonnenuhren sind auch in unserer heutigen

     Zeit noch sehr geliebt und werden wohl auch in Zukunft ihre Rolle als Zierde nicht

     verlieren.

 

 

 

4.) Quellenangabe :

 

            -     Die Zeit und ihre Messung (F.S.Sawelski , VEB Fachbuchverlag Leipzig)

-          Alte Uhren neu entdeckt (VEB Verlag Technik Berlin)

-          Was ist Was ? – Die Zeit (Tessloff-Verlag)

-          Internet

-          MS Encarta 98 Enzyklopädie

 

 

 

5.) MS Encarta 98 Referenzen :

 

 

Sonnenuhr, eines der ältesten Instrumente zur Messung der Zeit. Bei einer so genannten Schattenuhr wurde die Ortszeit aus der Lage des Schattens eines von der Sonne beschienenen Stabes ermittelt. Im Gegensatz dazu gelang die Zeitbestimmung bei der Lichtuhr mit Hilfe des durch ein Lichtloch tretenden Sonnenstrahles. Der so genannte Gnomon oder Schattenmesser bestand aus einem Stab aus Metall oder anderem Material (z. B. Holz), den man senkrecht auf einer ebenen Fläche aufstellte – bei einfacheren Modellen war dies die Erdoberfläche. Wenn die Sonne auf den Stab schien, bestimmte die Länge und die Richtung des entstehenden Schattens die Zeit. Bei späteren Modellen war die ebene Fläche mit Markierungen versehen. In der Antike nutzte man Gnomone für astronomische Untersuchungen – z. B. Bestimmung von Sonnenwenden und Jahreszeiten (siehe Stonehenge). Berichten von Herodot zufolge übernahmen die Griechen das Gnomon von den Babyloniern (siehe Babylonien). Bei der so genannten ebenfalls seit der Antike bekannten Skaphe handelt es sich um eine ausgehöhlte Halbkugel, die mit Zeitmarkierungen versehen war. Im Zentrum der Halbkugel befand sich eine vertikal stehende, Schatten werfende Spitze. Zur Berechnung der Normalzeit aus der Sonnenzeit verwendete man besondere Tabellen, weil die scheinbare Geschwindigkeit der Sonne sich innerhalb des Jahres ändert. Sonnenuhren wurden bis ins 18. Jahrhundert verwendet und erst dann allmählich durch Zeitgeber und Uhren verdrängt.[1]

 

Geschichtliche Entwicklung

In der Geschichte erfolgte die Zeitmessung vorwiegend durch die Bewegung der Erde im Verhältnis zur Sonne und zu den Sternen. Die Schattenuhr oder Gnomon zählte zu den ersten Uhren, die schon um 3500 v. Chr. verwendet wurden. Es handelte sich dabei um einen senkrechten Stab oder Obelisken, der einen Schatten warf. Eine ägyptische Schattenuhr aus dem 8. Jahrhundert v. Chr. ist bis heute erhalten. Die erste halbkugelförmige Sonnenuhr wurde im 3. Jahrhundert v. Chr. von dem chaldeischen Astronomen Berossus beschrieben. Im alten China benutzte man für die Zeitmessung ohne Sonnenlicht ein Seil mit Knoten. Man zündete das Seil an einem Ende an. Die Zeit, die das Feuer benötigte, um von einem Knoten zum nächsten zu kommen, galt als Zeitmaß. Bei der Wasseruhr oder Klepshydra zeigt eine fließende Wassermenge an, wie die Zeit vergeht. Wasseruhren wurden verbessert und erhielten um 270 v. Chr. durch den griechischen Erfinder Ktesibios von Alexandria sogar ein Räderwerk. Bei Sanduhren benutzt man einen Sandstrom, um Zeitabschnitte zu messen. Die Sanduhr ist erst für das 14. Jahrhundert belegt, aber wahrscheinlich wohl älter.[2]

 

 

 

 



[1]"Sonnenuhr", Microsoft® Encarta® 98 Enzyklopädie. © 1993-1997 Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten.

 

[2]"Zeitgeber und Uhren", Microsoft® Encarta® 98 Enzyklopädie. © 1993-1997 Microsoft Corporation. Alle Rechte vorbehalten.