Warum Sie eine minute, aufgeteilt in 60 Sekunden, eine Stunde in 60 Minuten, doch es gibt nur 24 Stunden an einem Tag?

Michael A. Lombardi, einen Messtechniker im Zeit-und Frequenz-Division der National Institute of Standards and Technology in Boulder, Colo., nimmt den Fall.

In der heutigen Welt ist das am weitesten verbreitete Zahlensystem dezimal (Basis 10), ein System, das wahrscheinlich entstanden ist, weil es den Menschen das Zählen mit den Fingern erleichtert hat., Die Zivilisationen, die den Tag zuerst in kleinere Teile teilten, verwendeten jedoch verschiedene Zahlensysteme, insbesondere Duodezimal (Basis 12) und sexagesimal (Basis 60).

Dank dokumentierter Beweise für die Verwendung von Sonnenuhren durch die Ägypter schreiben die meisten Historiker zu, dass sie die erste Zivilisation waren, die den Tag in kleinere Teile aufteilte. Die ersten Sonnenuhren waren einfach Pfähle, die in den Boden gelegt wurden und die Zeit durch die Länge und Richtung des resultierenden Schattens anzeigten. Bereits 1500 v. Chr. hatten die Ägypter eine fortgeschrittenere Sonnenuhr entwickelt., Ein T-förmiger Balken im Boden, dieses Instrument wurde kalibriert, um das Intervall zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang in 12 Teile zu unterteilen. Diese Aufteilung spiegelte Ägyptens Verwendung des Duodezimalsystems wider-die Bedeutung der Zahl 12 wird typischerweise entweder der Tatsache zugeschrieben, dass sie der Anzahl der Mondzyklen in einem Jahr entspricht, oder der Anzahl der Fingergelenke an jeder Hand (drei in jedem der vier Finger, mit Ausnahme des Daumens), so dass es möglich ist, mit dem Daumen bis 12 zu zählen. Die Sonnenuhr der nächsten Generation bildete wahrscheinlich die erste Darstellung dessen, was wir jetzt die Stunde nennen., Obwohl die Stunden innerhalb eines bestimmten Tages ungefähr gleich waren, variierten ihre Längen während des Jahres, wobei die Sommerstunden viel länger waren als die Winterstunden.

Ohne künstliches Licht betrachteten Menschen dieser Zeitperiode sonnenbeschienene und dunkle Perioden eher als zwei gegensätzliche Bereiche als als als Teil desselben Tages. Ohne die Hilfe von Sonnenuhren war die Aufteilung des dunklen Intervalls zwischen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang komplexer als die Aufteilung der Sonneneinstrahlung., Während der Zeit, als Sonnenuhren zum ersten Mal verwendet wurden, beobachteten ägyptische Astronomen erstmals auch einen Satz von 36 Sternen, die den Himmelskreis in gleiche Teile teilten. Der Durchgang der Nacht könnte durch das Erscheinen von 18 dieser Sterne gekennzeichnet sein, von denen drei jeder der beiden Dämmerungsperioden zugeordnet waren, in denen die Sterne schwer zu sehen waren. Die Periode der totalen Dunkelheit war durch die verbleibenden 12 Sterne gekennzeichnet, was wiederum zu 12 Nachtteilungen führte (eine weitere Anspielung auf das duodezimale System). Während des Neuen Königreichs (1550 bis 1070 v. Chr.,) wurde dieses Messsystem vereinfacht, um einen Satz von 24 Sternen zu verwenden, von denen 12 den Durchgang der Nacht markierten. Die Clepsydra oder Wasseruhr wurde auch verwendet, um die Zeit während der Nacht aufzuzeichnen, und war vielleicht das genaueste Zeitmessgerät der Antike. Der Zeitmesser-ein Exemplar, das im Tempel von Ammon in Karnak aus dem Jahr 1400 v. Chr. gefunden wurde-war ein Gefäß mit schrägen Innenflächen, um einen abnehmenden Wasserdruck zu ermöglichen, beschriftet mit Schuppen, die die Aufteilung der Nacht in 12 Teile während verschiedener Monate markierten.,

Sobald sowohl die helle als auch die dunkle Stunde in 12 Teile unterteilt waren, war das Konzept eines 24-Stunden-Tages vorhanden. Das Konzept der Stunden mit fester Länge entstand jedoch erst in der hellenistischen Zeit, als griechische Astronomen begannen, ein solches System für ihre theoretischen Berechnungen zu verwenden. Hipparchus, dessen Arbeit hauptsächlich zwischen 147 und 127 v. Chr. stattfand, schlug vor, den Tag in 24 Äquinoktialstunden aufzuteilen, basierend auf den 12 Stunden Tageslicht und 12 Stunden Dunkelheit, die an tagundnachtgleichen Tagen beobachtet wurden. Trotz dieses Vorschlags nutzten Laien viele Jahrhunderte lang saisonal unterschiedliche Stunden., (Stunden mit fester Länge wurden erst nach dem Erscheinen mechanischer Uhren in Europa im 14.)

Hipparchus und andere griechische Astronomen verwendeten astronomische Techniken, die zuvor von den Babyloniern entwickelt wurden, die in Mesopotamien wohnten. Die Babylonier machten astronomische Berechnungen im Sexagesimalsystem (Basis 60), das sie von den Sumerern erbten, die es um 2000 v. Chr. entwickelten., Obwohl nicht bekannt ist, warum 60 gewählt wurde, ist es besonders praktisch, Brüche auszudrücken, da 60 die kleinste Zahl ist, die durch die ersten sechs Zählzahlen sowie durch 10, 12, 15, 20 und 30 teilbar ist.

Obwohl es nicht mehr für allgemeine Berechnungen verwendet wird, wird das Sexagesimalsystem immer noch verwendet, um Winkel, geografische Koordinaten und Zeit zu messen. Tatsächlich verdanken sowohl das kreisförmige Gesicht einer Uhr als auch die Kugel eines Globus ihre Teilung einem 4.000 Jahre alten numerischen System der Babylonier.

Der griechische Astronom Eratosthenes (der um 276 bis 194 v. Chr.,) benutzte ein Sexagesimalsystem, um einen Kreis in 60 Teile zu teilen, um ein frühes geographisches Breitengradsystem zu entwickeln, wobei die horizontalen Linien zu dieser Zeit durch bekannte Orte auf der Erde verlaufen. Ein Jahrhundert später normalisierte Hipparchus die Breitengrade und machte sie parallel und gehorsam gegenüber der Erdgeometrie. Er entwickelte auch ein System von Längenlinien, die 360 Grad umfassten und von Norden nach Süden von Pol zu Pol verliefen. In seiner Abhandlung Almagest (ca., 150), Claudius Ptolemäus erklärte und erweiterte Hipparchus ‚ Arbeit, indem er jeden der 360-Breiten-und Längengrade in kleinere Segmente unterteilte. Jeder Grad wurde in 60 Teile geteilt, von denen jeder wieder in 60 kleinere Teile unterteilt wurde. Die erste Division, partes minutae primae, oder erste Minute, wurde einfach als „Minute.“Die zweite Segmentierung, partes minutae secundae, oder „zweite Minute“, wurde als die zweite bekannt.

Minuten und Sekunden wurden jedoch erst viele Jahrhunderte nach dem Almagest für die tägliche Zeitmessung verwendet., Clock Displays unterteilt die Stunde in Hälften, Drittel, Viertel und manchmal sogar 12 Teile, aber nie durch 60. Tatsächlich wurde die Stunde nicht allgemein als Dauer von 60 Minuten verstanden. Für die breite Öffentlichkeit war es nicht praktikabel, Minuten in Betracht zu ziehen, bis die ersten mechanischen Uhren, die Minuten zeigten, gegen Ende des 16. Auch heute haben viele Uhren und Armbanduhren eine Auflösung von nur einer Minute und zeigen keine Sekunden an.,

Dank der alten Zivilisationen, die die Zeitabteilungen definierten und bewahrten, sieht die moderne Gesellschaft immer noch einen Tag von 24 Stunden, eine Stunde von 60 Minuten und eine Minute von 60 Sekunden. Fortschritte in der Wissenschaft der Zeitmessung haben jedoch die Definition dieser Einheiten verändert. Sekunden wurden einmal abgeleitet, indem astronomische Ereignisse in kleinere Teile geteilt wurden, wobei das Internationale Einheitensystem (SI) gleichzeitig das zweite als Bruchteil des mittleren Sonnentages definierte und es später mit dem tropischen Jahr in Beziehung setzte., Dies änderte sich 1967, als die zweite als Dauer von 9,192,631,770 Energieübergängen des Cäsiumatoms neu definiert wurde. Diese Uncharakterisierung leitete das Zeitalter der atomaren Zeitmessung und der koordinierten Weltzeit (UTC) ein.

Interessanterweise müssen gelegentlich Schaltsekunden zu UTC hinzugefügt werden, um die Atomzeit mit der astronomischen Zeit zu vereinbaren. Daher enthalten nicht alle Minuten 60 Sekunden. Ein paar seltene Minuten, die mit einer Rate von etwa acht pro Jahrzehnt auftreten, enthalten tatsächlich 61.