Saatin öyküsü
“Saatleri saptamayı ilk bulan insana Tanrı bildiğini yapsın! Benim bu dileğim, güneş saatini yapıp buraya koyarak günlerimi dilimyeyip bölen için de geçerli. Ben çocukken karnım güneş saatiydi; şimdikinden daha kesin ve daha güvenli. Acıkınca bilirdim ki yemek saatiydi. Ama şimdi tok olsam bile, eğer saat derse ki yemek vakti geldi, kimse hayır demiyor eğer Güneş izin vermezse. Kentin çoğu aç açına sokaklarda, hadi yemek saati geldi diye Güneş’in o çomaktan düşen gölgesi izin vermezse.” piautus(m.ö. ?-m)]
İNSANOĞLU BAŞLANGIÇTAN bu yana zaman denilen anlaşılması zor kavramla uğraşmış, yıldızlara ve güneşe bakarak zamanı anlamaya ve hesaplamaya çalışmıştır. İlk başta insanlar için sadece yağmurun, karın, soğuğun, sıcağın zamanını bilmek yetiyor, mevsimler insanların hayatlarını yönetip, hasat zamanını, göç zamanını, barınma zamanını söylüyorlardı. Gittikçe daha küçük zaman birimlerine ihtiyaç duyan insan, yılı aylara ve haftalara bölmeye başlamışlardır. Zamanın ge-
çişinin en belirgin göstergesi olan gün, güq,eş doğunca başlıyor ve çalışma süresi aydınlık zamanı kaplıyordu. İnsanların geceyi gündüze benzer kılma çabaları, günü daha küçük zaman birimlerine ayırmayı gerektiriyordu. Dakika ve saniyeler daha çağdaş dönemlerin ürünü olmakla birlikte, insanlar günü birkaç bölüme ayırmaya çalışmışlar ve gittikçe daha küçük zaman dilimlerine ihtiyaç duymuşlardır. Daha küçük zaman birimlerinin tarihi takvimle paralellik gösterir. Yılı ilk olarak birimlere bölen Sümerler, günü
de ilk bölenler olmuşlar ve zamanı ölçmeye başlamışlardır. Mısırlılarla devam eden bu çabalar Yunanlılar ve Romalılarla iyice gelişmiştir.
Güneş Saatleri
Zamanı ölçmek için ilk çabalar güneş saatiyle başlamıştır. Bu ilk saatler, yüzyıllar boyunca zamanın ölçülmesi için kullanılan en yaygın araç olmuşlardır. Güneş saatleri, özel olarak hazırlanmış bir milin gölgesinin, Güneş’in görünen hareketine uygun ola
Obelisklerde güneş doğudan batıya doğru ilerledikçe, gölgesi etrafındaki oval alanda zıt yönde ilerliyor. Oluşan üç gölge, güneşin doğuşunu, öğlen vaktini ve batışını gösteriyor. Obeliskler ayrıca tarla parselasyonunda kullanılıyordu.
M.Ö. 2. veya 1. yüzyıl Helenistik çağa ait, Güney Anadolu’da Selefkiye’de bulunup, İstanbul Arkeoloji Müzesi’e taşınmış güneş saati. Yarım küre biçimindeki saatte sabahtan akşama kadar süren vakit 12 eşit dilime ayrılmış. Üzerinde sayı yerine Hellenitik harfler kullanılmış.
12 eşit bölüme ayrılmış yarımküre üzerinde yörüngeler çizilip, her mevsimle ilişkili saat başlan birer eğri ile birleştiriliyordu.
Sümerlerle başlayıp Mısırlılar ve Babillilerle devam eden güneş saatleri Yunanlılarla daha da geliştirilmiştir. Rtcijjj ilk güneş saatlerini M.O. 1. yüzyılca yakmışlardır. Mimar Yitruvi-us’um belimiiine şöre. Roma’da çok yaygın k-”în:lîn saatlerin 13
değişik tür£ î’-I’-nDy.’Tİ’j;.
O dönemin n^ra m c~.-.::kc ileri olan Araplar dana yarar:^ryi;lar. Saatçiliğe çok önem veren Aranlar güneş saatlerinin birçnk ilkesin: geliştirmişlerdir. Arapların ünl‘j ilişlinflr-lerinden Abu’l Haşan, eşi: yarlerle hesaplama sistemin: bularak. İ3. yüzyılın başlarında korrfıri raribinin en önemli adımlarından ötrirci ammnş-tır.
İlk çağlarda çabuk «eltşnıe güs-vapının üst sivrisi kare biçimindeki neş saatlerinde, günün ilk ve son teren güneş saatleri ortaçağ
düzlemin ortasında değil kenara kay- saatlerinde gölgenin sonsu/.a boyunca, 5-16. yüzyıllar
mis olarak yapılıyordu. Hareket eden kadar uzaması ve kadran üze- ^ IİU arasında pek ilerleme-
sölge, günü ikiye bölerek zamanı gös- rinde izlenememesi sorun ya-
fi mişlerdir- Ancak, 1500-
ceriyordu. Yılın değişik zamanlarında ratıyordu. U j) 1800 yılları arasında
gölge uzunlukları işaretlenip en uzun Güneş saati tasarımında- . y astronomiye paralel ola-
ve en kısa olanı bulunuyor ve böylece ki en büyük gelişme, gün- «T .-¥ rak hem çeşit hem de
vılın en kısa ve en uzun günü de be- düz saatlerini eşit dilimlere ^ ‘<u^anl^1*1^’ aÇlslnl^an 8e”
Güneş saatlerinin bir başka çeşidi yarım küre biçimidir. En ayrıntılı ve hassas gü-ie T şeklindeki saatlerdir. T biçimin- M.Ö. 300 yıllarında Kel- ne§ saatleri İslâm güneş ie birbirine bağlanmış iki çubuktan dani, astronom Beros- saatleridir. İslâmiyet’te : inşan bu saatlerde, kısa çubuğun göl- sus’un bulduğu bu tip sa- namaz vakitlerini bilme işvesi uzun sapın üzerindeki numarala- atlerde yarımküre içbükey teği güneş saatlerini buna m düşüyordu. Sabahları doğuya doğru, olarak yerleştiriliyordu. Herhangi bir göre ayarlama zorunluluğu getirmiş-S’eden sonraları ise batıya doğru tu- günde gölgenin yarımküre üzerinde tir. Öğle namazı bir cismin gölgesinin :„lan saatte, l’den 10’a kadar sayılar izlediği yol, Güneş’in gökyüzünde iz- en kısa olmasıyla başlar, gölge v a.>–ialâanılıyordu. Taşınabilen ilk zaman lediği yörüngenin kopyası oluyordu. min iki misli olduğunda, ikini: na-
-~’SS»S Orduevi bahçesindeki güneş saati.(soldğŞ 691 yılında Emevi halifesi AbaJ—a «r îa-afraan yapîtnîan Kudüs Ömeriye :.s- s ~i3 bulunan güneş saati, sabah beşten akşam yediye kadar olein saatlers gcsz&rycr arfaasfe resim). 10. yüzyılda -ç- m’sa altın ve gümüşten yapılmış taşınabilir güneş saati. Altm çm ikişer ayr gSaSamr, £ç tfafikten birine takılıyor.
‘ ■, zz gasi. günün dört bölümünü gösteren alt taraftaki noktalar üzerine dZşjryar.
rak yine özel olarak hazırlanmış mermer. taş veya maderi bir zemin (kadrini üzerindeki hareketine göre zamanen ölçülmesine yarayan araçlardır. Saat. güneşin oluşturduğu gölgeyi ölçer. Bu yüzden güneş saatleri ancak bol ;5neşli ülkelerde ve gündüzleri kullanılabilir.
Saat sisteminin gelişmesi tamamıyla dinî sebepler yüzündendi. Mısır iilinde saat anlamına gelen “wnwt” avnı zamanda rahiplerin yaptığı dini iörev anlamına da geliyordu. Gündüz saatleri, Güneş Tanrısı Ra’nın ilerleyişine göre ölçülüyordu ve rahipler güneşin yolunu izlemek için değişik şekillerde yapılmış güneş saatleri kullanıyorlardı.
M.Ö. 3500’lerde yapılmaya başla-van ve ilk zaman ölçme aracı sayılabilecek obeliskler, aynı zamanda tarla parselasyonunda da kullanılıyorlardı. Uzun, yukarı doğru incelen dörtgen
İstanbul Kandilli Rasathanesi’hde bulunan türünün tek örneği silindirik güneş saati,(solda). Zamanı ipin gölgesine göre gösteren güneş saati.
aracı olan bu saat, M.Ö. 1500’lerde kullanılmaya başlanmıştır. Bu alet, günü 10 parçaya ve sabah ile akşam olmak üzere iki ‘alacakaranlık saat-ler’ine bölüyordu. T biçimindeki gii-
Su saatlerinde su dışarı aktıkça, ya da bir kaptan diğerine aktıkça; başka bir türünde ise dibindeki delikten içine büyük kaptan su doldukça geçen zaman belirleniyor.
mazı başlamış olur. Bu iş için caminin avlusuna bir sopa dikilir. Cismin gölgesinin mevsimlere göre tespit edilmesi ve namaz vakitlerinin buna göre işaretlenmesiyle gelişmiş bir yatay güneş saati elde edilir. Bilinen en eski İslâm güneş saati 868-901 yılları arasında Mısır’da hüküm süren Tolu-noğlu Ahmed’in Fustat’ta yaptırdığı camide bulunmaktadır.
Güneş saatlerinde zamanın uzunluğu bir mevsimden ötekine değişiyordu. Mısırlılar günü 24 parçaya bölmüş olsalar da bu şimdikinden farklıydı. Güneşin doğumundan batımına kadar geçen zamanı ona bölüyorlardı, ancak bu birimler yazlan daha uzun oluyordu. Geçen yıllarla ve her mevsim kayan gün doğumlarıyla gündüz ve gece saatleri tamamen değişiyordu.
Daha sonraları gündüz ve gece süreleri 12 saat uzunlukta hesaplanmış olsa da, bu yine mevsimden mevsime değişmekteydi. Güneş saati karmaşık bir sistemdi ve çok esnekti. Daha basit sistemlere ve akşam saatlerim izlemeye duyulan ihtiyaç, değişik arayışlar getirdi ve insanlar zamanı ölçebilmek için gökyüzüyle ilişkisi olmayan başka araçlara yöneldiler.
Ulusal Metroloji Enstitüsü’nde Zaman ve Frekans Ölçümleri
Vsa. S r. “isr cr:: :r /«”■a” o:f”? sa”,e -■’O’-‘ hassasiyete, en
c ç„ ec ;e” c^TicIr. Bu nedenle, diğer birim-enr cçüm doğruıuKiannı arttırmak için zaman ve frekans ölçümlerinden yararlanılmaktadır. Diğer taraftan, gelişen teknolojiyle birlikte doğru zaman bilgisine olan ihtiyacı karşılamak ve havacılık, uzay ve savunma sistemlerinde özel önem taşıyan zaman koruma sistemlerini iyileştirmek için teknolojisi gelişmiş ülkeler zaman ve frekans sistemlerini kurarak, geliştirilmesi için yapılan çalışmaları desteklemektedirler.
Tübitak’a bağlı Ulusal Metroloji Enstitüsü (UME) Zaman ve Frekans Laboratuvarı, Ulusal zaman ve frekans standardı sisteminin oluşturulması ve geliştirilmesi, uluslararası izlenebilirliğin sağlanması ve ayrıca konuyla ilgili endüstriyel hizmetlerin gerçekleştirilmesi amacıyla kurulmuştur.
Günümüzde Koordine Evrensel Zaman (UTC) adı altında oluşturulan zaman ölçeği, genel olarak Evrensel Zaman (UTI) ve Uluslararası Atomik Zaman (TAI) ölçeklerinin birleştirilmesiyle elde edilir, UTI yerkürenin kendi etrafında dönüş süresine bağlıdır ve dünya rasathanelerinin katkılarıyla Uluslararası Yerküre Dönüş Servisi (IERS) tarafından oluşturulur. TAI ise atomik saatleri esas alır ve Uluslararası Ölçü ve Ağırlıklar Bürosu (BIPM) tarafından TAI kulübüne üye metroloji merkezlerinin referans saatlerinin katkılarıyla oluşturulur. UME Zaman ve Frekans Laboratuvarı da mevcut iki adet Cs atomik saati ve bir adet GPS uydu alıcısıyla, Eylül 1994 tarihinden itibaren TAI klübü üyesidir ve UTC zaman skalasının oluşturulmasına katkıda bulunmaktadır. Yerküre etrafında zaman ve konum belirlemek amacıyla 6 farklı yörüngede toplam 24 adet GPS uydusu dolaşmaktadır. Bu uydularda bulunan ato-
mik saatler ABD’de bulunan özel istasyon US-NO’dan gönderilen zaman sinyalleri ile eş zamandı oarak çalışarak sürekli olarak yerküreye zaman snyâien göndermektedirler. UME ve diğer TAI klübü üyesi zaman ve frekans laboratuvarları ise, uydu alıcısıyla elde ettikleri bu zaman sinyallerini kullanarak, uydulardaki saatlerle laboratuvardaki referans saatler arasındaki zaman farkını belirli bir programa göre devamlı ölçmektedirler, UME referans ve İkinci saat arasındaki zaman farkı ise bilgisayar kontrollü zaman aralığı sayıcısıyla ölçülmektedir. Sonuçlar internet aracılığıyla her hafta BIPM’e gönderilerek TAI klübü üyelerinin referans saatleriyle karşılaştırılır. Bu karşılaştırma sonucunda, saatlerin doğruluk ve kararlılıklarına göre hangi ağırlıklı ortalamayla TAPnin oluşmasına katkıda bulunduğu belirtilir, ayrıca her saatin oluşan UTC zamanından olan farkı hesaplanır. Ölçüm ve hesaplamalara göre UME referans saati UTC’ye göre günde 1.67 ns, ikinci saat ise 13 ns kayma göstermektedirler. Bu ise referans saatin doğruluğunun 1.67 ns/1 gün= 1.9×10’4, ikinci saatin doğruluğunun ise 1.5×1013 olduğunu göstermektedir.
Ayrıca, UME Zaman ve Frekans laboratuvarı uluslararası izlenebilirliğini ve karşılaştırmaları BIPM üzerinden sağlamanın yanısıra, uydu ve internet aracılığıyla referans saatini PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt Almanya Metroloji Enstitüsü) referans saati ile doğrudan karşılaştırmaktadır.
BIPM TAI klübünün 14 Ocak 1997 tarihinde yayınladığı bildiriye göre UTC ve TAI zaman ölçekleri, BIPM TAI klübüne üye 25 ülkenin 48 laboratuvarın-da çalışmakta olan yaklaşık 277 atomik saatin zaman verileri alınarak oluşturulmaktadır. Ortalamaya katılan tüm saatlerin toplam ağırlık değeri 349148.88 olarak belirtilmiştir. Her iki UME saati 2500 üzerinden 2500 puan alarak toplam 5000 ortalama ağırlık değeriyle TAI zamanının oluşmasında % 1.43 pay ile katılmaktadır. TAI zaman ölçeğinin
oluşumundaki katkının, Ulusal zaman ve frekans ölçümlerindeki güvenilirliğin ve endüstriyel hizmetlerin artırılması amacıyla, UME mikrodalga zaman ve frekans sisteminde üçüncü Cs atomik saatinin ve ikinci GPS uydu alıcısının devreye sokulması planlanmaktadır.
Bilim ve teknolojideki gelişmeler çok daha yüksek doğruluk ve kararlılığa sahip frekans standartlarının yapılmasını zorunlu hale getirmektedir. Dünyanın gelişmiş ülkelerinin metroloji merkezlerinde olduğu gibi, UME’de de atomların lazerlerle pompalanması ve soğutularak hızlarının azaltılması prensibine göre, primer atomik fıskiyeli saatlerin oluşturulması ile ilgili çalışmalar başlatılmıştır. Atomik fıskiyeli saatin de oluşturulmasında kullanılacak çeşitli dış kavlteli diyot lazerler kurulmuş ve 1×1012 den iyi kararlılıkla Cs ve Rb atomlarının enerji geçişlerinde kilitlenmiştir.
UME Cs atomik saatinden elde edilen doğru zaman bilgisi Zaman Dağıtım Sistemi, bilgisayar ve modem aracılığıyla telefon hattına verilerek isteyen kurum ve kuruluşların hizmetine sunulmaktadır. Doğruluğu saniyenin binde biri olan bu zaman bilgisine ulaşabilmek için ilgili kuruluşun bir telefon hattı, modem, bilgisayar bağlantı sistemi ve UME tarafından verilecek olan bilgisayar programını kullanması yeterli olacaktır. Söz konusu program çalıştırıldığında bir dakikayı aşmayan bir zaman süresince kullanıcı bilgisayarı İle UME Zaman Dağıtım Sistemi arasında zaman alışverişi gerçekleşir ve kullanıcı bilgisayarı UME Cs saatine (<1 ms doğrulukla) senkronize olur. Bunun sonucunda kullanıcı bilgisayarının monitöründe doğru zaman bilgisi saat, dakika, saniye ve milisaniye olarak görülür. Ayrıca, kaynağı kullanıcı bilgisayarının İç saati olan 1 PPS (PuUe per seconcl Saniyede bir atma) elde etmek de mümkündür. Kullanıcı istediği takdirde bu sinyali kullanarak başka cihazları da senkronize edebilir.
M.S. 1088’de Çin’de Su Sung’un yaptırdığı mekanik dev saat kulesi Yunanlı astronom Andronikos’un M.S. 1. yüzyılda yaptığı Rüzgâr Kulesi’nde mekanik klepsydranın yanında güneş saati, yel değirmeni, bir su tankı ve bazı bilimsel araştırmaların yapılmasına yarayacak düzenekler bulunuyor, (sağda).
önlemek için delik değerli taşlardan yapılabiliyordu. Su basıncı düzenlenerek akış sabit kılmıyordu. Bazı su saatleri zil çalan, çakıl taşı fırlatan mekanizmalarla donatılmıştı. Hatta bazılarında kapılar açılıp insan figürleri çıkıyor ve bunlar saati haber vermek üzere zil çalıyorlardı.
M.S. 200 ve 1300 arasında Uzak Doğu’da mekanik göksel su saati yapımı gelişmişti. 3. yüzyıl Çin klepsydra-ları astronomiyle ilgili konuları gösteren değişik mekanizmaları içeriyordu. En karmaşık saat kulelerinden birisi
Çin’de Su Sung’un M.S. 1088’de yaptırdığı dev saat kulesidir. Yedi-sekiz metrelik kulede gündüz ve gece her saat başında iki parlak bronz top yine bronzdan yapılmış iki şahinin ağzından bir bronz kabın içine düşüyordu. Kabın dibindeki delik, bronz topun yeniden yerine dönmesini sağlıyordu. Şahinlerin üstünde de günün her saati için bir dizi kapı ve daha yukarıda da yanmamış durumda birer lamba duruyordu. Her saat başında bronz toplar düştükçe bir çan çalıyor ve biten saatin kapısı kapanıyordu. Toplar gece saatlerini belirtmek üzere düştüğünde ise o saatin lambası yanıyordu.
Yunanlı astronom Andronikos’un M.S. l.yy’da yaptığı Rüzgâr Kules;. klasik antik çağdan sağlam kalan ender binalardandır. Sekizgen biçimimdeki yapıda, mekanik klepsydras:” yanında güneş saati, yel değirmeni ve bazı bilimsel araştırmaların yapılmana yarayacak düzenlemeler ve bir tankı bulunuyordu.
Su saatleri de sadeliklerine ra> men sorunluydular. Soğuk bölge.er^r suyun akışkanlığının azalmas:. de’.:;.’ tıkanması, suyun sabit akmama: sorunlar vardı. Bütün bunlara zılT su saatleri yüzyıllarca kuliaîinîzr>: *
Kum Saatleri
Kum saatleri zarr.ar.:” sembolüdür. Saatin :is. ■ yumurta biein~Jr.de ‘
kum yüzyıllar ‘ *• – ‘
Saatlerde .’ .
bıkıs şek-
– – -r_r„ Güneş saatleri . ■ »rerarken, su saat-. _T- _;euığini de gös-
;_er: sj saatinin icadı gerçek başlangıcı
. – * »u hırsızı anlamına ¿eniyordu. Bu sa-.Mksiılılar icat etmiş ,_Iar geliştirmişlerdir.
……a: boyunca mekanik
. “.t-îmiu kadar kullanıl-~.,ri:ar: oluşan su saatle-^ ‘4 e altında bir delik ” _:.rJen dışarı su boşal-. – ,’c:!cı zamanın geçi-
■ L :ıp saatler daha çok ■¿vakarların konuşma
e…r’enıede kullanılmıştır.
nusan türlerde ise, su
– .iıSerine doluyordu.
başka bir çeşidi de _ .-t »¡an metal bir kaptan dolu böyle bir kap da-r kabın içine konduğunda
• Juluvor ve dibe batıyor, -j’-ka. İngiltere ve Sey-
.-r^uş olan bu tip su sa-hâlâ Kuzey Afri-..erde kullanılmaktadır. rJerieştikçe daha çok . r:lmaya başlanmış ve . r.:zmalar üretilmiştir.
; de Arşimet, yaptığı su .* ekleyerek gezegenleri
• -peşini de göstermiştir.
– ‘j: saatleri M.Ö. 100 ve
arasında Yunan ve Ro-
– e astronomlar tarafın-•: * Bü saatlerde damlama .ısını va da tıkanmasını
‘ zs’enekse! ı-z _ ■viıTD saat-ıi becerisi s: *23 şekilleri s ve kumun 2±§ıı ağız da
— ~-5- – soatılmış ve <. ~ nemlenerek i~ zzrtaşmasınm : -e geçilmiştir.
udra haline getirilmiş yumurta •urcıir-i. civa ya da ince toz siyah mermer ¿e kullanılmıştır. Kum saati, Avrupa’da ilk kez 8. yüzyılda bir papazın buluşuyla kullanılmaya başlamıştır. Camcılık becerisi geliştikçe, kumun doldurulduğu ağız da eritilerek kapatılmış ve nemlenerek akışın zorlaşmasının önüne geçilmiştir.
16. yüzyıldan günümüze bu saatler sürekli zamanı ölçmek için değil, belirli bir sürenin başlangıcını ve bitişini göstermek için kullanılmıştır; kiliselerde dua süresi, gemilerde tayfaların nöbet süresi ya da gemilerin hızlarının belirlenmesi.
Belirli sayıda kulaç aralıklarıyla düğüm atılmış ve ucuna bir kütük bağlanmış bir ip denize atılıyor ve bir gemici kum saatiyle belirli zaman dilimleri içinde kaç düğümün suya girdiğini sayıyordu. Eğer belirlenen sürede beş düğüm inmişse, geminin hızı beş deniz mili oluyordu. 19. yüzyıl sonuna kadar yelkenli gemilerde hız belirlemek için bu yöntem kullanılmıştır. Soğuk iklimlerde su saatine göre daha yaygın kullanımı olduğu halde. kum saati gün boyunca zaman ölçümü için çok uygun bir gereç değildi. Bunun için, ya çok büyük yapılması, va da başında her an birinin beklemesi gerekiyordu. Bazı kum saatlerinde bulunan kadrandaki gösterge, saatin her başaşağı edilişinde bir saat ileri alınıyordu. Yine de, kum saati uzun bir dönem boyunca küçük zaman aralıklarının ölçülmesinde başarıyla kullanılmıştır.
Bugün hâlâ ahçılar yumurta kaynatırken kum saati kullanıyorlar.
Ateş Saati
Zamanın ölçülmesi için değişik yöntem arayışlarıyla yapılan birçok deneme arasında ateş saati de bulunuyor.
Petrol lambasının alevi ile çalışan saat mekanizmasında, tüketilen yağın bölmeli bir saydam kapta izlenmesi ya da kısalan mumun gölgesinin, arkadaki bir cetvel üzerindeki boyuna göre saatler belirleni-
Şimdiye kadar yapılmış saatlerin belki de en basiti olan, Kral Aifred tarafından tasarlanmış bu ateş saati, üstündeki ölçekle mum yandıkça geçen süreyi gösteriyor.
Çin, Japonya, ve Kore’de zaman ölçülmesi için ateş kullanımı değişik bir nitelik kazanmıştır. Bu ülkelerde özellikle tapmaklarda ödağacı ve benzeri kokulu nesneler dövülerek toz haline getiriliyor ve sonra da sıkıştırılarak saydam bir tüp içine yerleştiriliyordu. Zaman ölçümü tüp içinde ateşin ulaştığı yere göre yapılıyordu.
Değişik türleri olan ateş saatleri alarm saati olarak bile kullanılıyordu. İstenen saat yerine iple bağlanan iki küçük ağırlık, alev ipi koparınca bakır bir yüzeye düşüp ses çıkarıyordu.
Kral Alfred’in buluşu olan mum saati belki de bütün zaman ölçme araçlarının en basit olanıdır. Bu saat eşit aralıklara bölünmüş bir mumdan oluşuyor. Mum yandıkça zamanın geçişi ölçülebiliyor.
Ateş saatlerinin de doğruluğu her zaman şüpheliydi. Yine de, bütün zaman ölçme araçları gibi kendi sınırları içinde bir amaca hizmet etmişlerdir.
Mekanik Saatler
Zamanın mekanik olarak ölçülmesi yönündeki ilk adımlar din adamlarından gelmiştir. Keşişler dua etmek için kesin saati bilmek zorundaydılar. İlk mekanik saatler, saati göstermek değil duyurmak üzere yapılmışlardı. Bu saatler birer ağırlığa bağlı olarak çalışıyorlardı ve belirli zaman aralıkları ile gonga vuran tokmaklarla donatılmışlardı. Daha önceki yüzyıllarda, eski saat sistemlerinin sesli birer uyarı vermesini sağlama çabaları olumlu sonuçlanmamıştı. Geçen süreyi ufak taş parçacıkları atarak ya da düdük öttürerek belirten karmaşık mekanizmalar üretilmişti.
Güneş saati, su saati ve kum saati, değişik şekillerde süreyi göstermek amacına yönelikti. Mekanik saat ise manastır hayatında belli bir mekanik işlevi yerine getirmek, bir çekiç aracılığıyla ses üretmek ve böylece belirli zaman aralıklarını belirtmek amacını gütmekteydi.
O dönemlerde saatlerin çan çalması gerektiğine inanılıyordu. İngilizcede saat anlamına gelen “clock” kelimesi Latince “clocca”dan gelmektedir ve çan anlamındadır. Ancak, daha sonra bu kelime bütün saatleri tanımlamaya başlamıştır.
Mekanik saatler için bulunan mekanizma, ağırlığın asılı olduğu ipi ya da zinciri kısa aralıklarla tutan ve bırakan bir vargel düzenidir ve
San-rc “an tasarladığı saat mekanizmasının,oğlu Vincenzio tarafından yapılmış çizimi -e üsr-: daha sonra yapılmış bir modeli Saat sarkacı regülatör olarak kullanıyor.
sula sallanınca, üst palet kolu kaldırıyor ve tekerleğin ileri gitmesini sağlıyor. Alt . _ ‘ Sr. kalkıyor ve tekerleği durduruyor. Bu şekilde kol ve alt palet tekerleği ve m- -■e-anizmastm düzenli aralıklarla döndürüyor. Galilleo’nun ölümünden 50 yıl ;-crr-ş. koyduğu ilkelere göre yapılmış saatlerden biri,(sağda).
• i;m saatlerin de ortak özelli-r oce. kısa aralıklarla duran . – ::r ağırlık, saat mekanizması-uzunluğuna ya da kısalığı-“maktan kurtarıyordu. ‘:.i*kanizmanın en eski türü . ~ atarak biliniyor. Ucuna
– iki yanından atlamalı
’ —donatılmış bir mc-
c ya ray olarak .. bir milden
■ . — nızmada, her . ■ •’ salıveren
..’i^rjlmuş ve
■ _ ■ iz ucuna
■ _ ; ‘.:kîa kont– A “if.ik uzağa . a valınım hızlam-vaklaştırılınca da yarar. Böylece, başlan-Jakikaların ve daha ^ da saniyelerin beliresi mümkün oluyor.
_rik saatlerin içinde -ûıuerinden olan Gi-zi Dondi’nin tasa-„¿:rî:kla işleyen me-■’M’-ra bağlı sarkaç ve -ıkkas dişlisinden -¿u ve saatte kad-
– . r_~:ayordu.
i j.i. saatlerinin •.erire uymayan
14. yüzyılda . • -__;isr>L yapıl ■. ievam et-
Thomas Jefferson tarafından 1790’da tasarianmış, obelisk saati ilk saatlere gönderme yapıyor.
lein’ın zembereği bulmasıyla, büyük ağırlıklar kalkarak taşınabilir küçük saatler olanaklı kılınmıştır.
İlk saatlerde kadran, akrep ve yelkovan bulunmuyordu. Okuma yazma oranının düşük olması, saatlere insanların bakıp anlayacağı yazılar koymak yerine çan sesleri konmasını gerektiriyordu. Süreyi görsel olarak göstermek için saat/ere kadranı ilk olarak kullanan ve 1344’te 24 dilimlik saati yapan Dondi’dir.
Saat gelişiminde atılan başka bir büyük adım da sarkacın bulunmasıdır. Kilisede papazı dinlerken kürsünün üzerinde sallanan lambanın salınım zamanının sabit olduğunu far-keden Galileo, sarkacın salınım periyodunun, ağırlığına ya da genişliğine değil, uzunluğuna bağlı olduğunu bulmuştur. Galileo, ölümüne yakın, sarkaçla çalışan bir saat tasarlasa da bunu gerçekleştirememiştir. İlk çalışan sarkaçlı saati 1656’da, Gali-leo’nun ölümünden 14 yıl sonra. Alman as
yıl sonra, Alman astronom Christian Huygens yapmıştır.
Huygens’in saati önceleri günde bir dakikadan az hata veriyordu. İlk olarak sağlanan bu hassaslığı,
Huygens çalışmalarıyla hatayı günde 10 saniyeye düşürerek, artırmıştır.
Sarkacın bulunmasıyla ilk defa olarak saatlere dakika ve saniye kollan eklenmiştir. 1670’lerin ortalarında Huygens’in balans yayını geliştirmesi taşınabilir saatlerin gerçek bir cep saati haline getirilebilmesini sağlamıştır. Yay mekanizmasının bulunması, zamanın hem karada hem de denizde aynı doğrulukta ölçülebilmesini sağlamıştır. Balans yayının geliştirilmesi ile gittikçe küçülen saatle: «_epte ya da kolda taşına-biimceve başlarmış, jik ‘ütuz tep saatleri ABD’ie ürer.Irra>. km’. saatleri >e ISWlarda c. rtava ^;.-i~>t:r. EL>-ar> gıçta sş^e^e –ia-zrr.ar:“ 5.:—zz-zzı kol saatîeı: I. D-r.ya >a*a;: »;ra»:nia erkekler atasında da yay £:nlaşm:şt:r.
Zaman; kara Ja ‘.e denizde avnı olarak ölçebilen bu yeni saatlerle zaman birimlerinin hassaslığı sorgulanmaya başlanmıştır. Bir saniyenin uzunluğu neydi? Basit bir hesapla saniye dakikanın l/60’ı, dakika saatin l/60’ı ve saat te günün 24’te biri olduğu için bir saniye ortalama güneş gününün 86 400’de biri olarak ortaya çıkar. 1820’de zaman aralıkları bu hesaba göre standardize edilmiştir.
Kuvars Saatler
1920’lerde kuvars kristalli saatin bulunması, zaman ölçümünde yeni bir çığır başlatmıştır. Enerjisini bir yıl ya da daha uzun ömürlü pilden sağlayan bu saatlerin kurulmasına gerek yoktur. Kuvars saatler, kuvars kristallerinin piezo-elektrik özelliğine dayalıdır. Eğer, yapısal simetri merkezi bulunmayan bir kristale elekt-
rik uygularsanız biçimini değiştirir; vj^eğer onu sıkıştırır ya da bükerseniz elektrik üretir. Uygun bir elektronik devreye bağlandığında kristal titreşir ve sabit bir frekansta elektronik saati çalıştırabilecek elektrik sinyali üretir. Kuvars kristalinin titreşimleriyle 24 saatlik bir gün milyonda bir saniyelik aksamayla belirlenebiliyordu. Ancak, kuvars kristali elektrik akımının etkisiyle bir süre sonra mekanik özelliklerini değiştirdiği için başlangıçta çok hassas olan saatler birkaç ay sonra geri kalmaya başlarlar. Kuvars saatler hassasiyetleri ve fiyatları ile piyasaya hakim olsalar da, daha hassas ve bu hassaslığı uzun süre koruyabilecek saatlere duyulan ihtiyaç arayışları devam ettirmiştir.
Atom Saatleri
3;l:m adamlar:. acomiarın çok LT/üarîi ¿¿man duraman kalabilen: re/=-nanslara sah:o olduklarını anladıkla-
rında, hidrojen veya sezyum atomunun daha hassas saatler için potansiyel birer sarkaç olabileceğini buldular. 1930 ve 40’larda radar ve yüksek frekanslı radyo iletişimleri, atomlarla etkileşime girecek elektromanyetik mikrodalgaların üretilebilmesini olanaklı kılmıştır. 1949’da ABD’de NIST laboratuvarlarında amonyağa dayanan ilk atom saati yapılmıştır. 1957’de ise yine NIST, ilk sezyum atom saatini gerçekleştirmiş ve 1967’de atomun doğal frekansı, yeni uluslaraarası zaman birimi olarak tanınmıştır. Buna göre, 1965 yılına kadar bir yılın 31 556 925.974 7’de biri olarak kabul edilen saniye sezyum atomunun rezonans frekansının 9 192 631 770 salınımına eşittir. Bu, sezyum atomunun ileri geri titreşim yapması için geçen süreye karşılık gelir.
Şu anda 1/10 trilyonluk hatayla zamanı ölçebilen atom saatleri de geliştiriliyor. NIST labaratuvarlarında yapılmakta olan yeni sezyum atom saati 300 milyon yıl 14. ondalık haneye, ABD’de Ulusal Standartlar Ensti-tiisü’nde üzerinde çalışılan cıva iyonu saati ise 30 milyar yıl boyunca 16. ondalık haneye kadar şaşmadan çalışabilecek.
Atom saatinin keşfiyle sağlanan uzun süreli hassaslığın yanında çeşitli olaylar ve süreçler birbiriyle mükemmel bir şekilde senkronize edilebiliyor ve yer tayinleri kesin bir doğrulukla hesaplanabiliyor.
Kesin zamana bağlı modern hayatta her geçen gün daha hassas saatlere ihtiyaç duyuluyor ancak bu hassaslığın sonu nereye varacak, bu bilinmiyor.
Selda Arıt
Kaynaklar
Bilime Yön Verenler, Galileo Galilei, tlkaynak Kültür ve Sanat Ürünleri,1996
Boorsun, D.J., Keşifler ve Buluşlar Tarihi, Türkiye İş Bankası Kültür Y., 1996
Çam, N-, Osmanlt Güneş Saatleri, Kültür Bakanlığı Bilim ve Teknoloji/l, 1990
Fraser. J. T., Lawrence, N..7^ Study of Time. New York, 1975
Gimpel, J-, Ortaçağda Endüstri Devrimi, Tübitak, 1996 Goudsmit, S. A., Claiborne, R., Time, New York, 1966 Kurz, O., European Clocks and Watches in the Near East, London, 1975
Mever, W., İstanbul’daki Güneş Saatleri The Anatomy of Time, RoJex Watch Company, Switzerland
http://www.library.scar.utoronto.ca
http://www.perseus.tufts.edu
http://physics.nist.gov