Uhr

Uhr und Zeit

Unsere Uhren ermöglichen verlässliche Absprachen, das ist ein wunderbares Geschenk für wirtschaftliche Effizienz und fürs soziale Miteinander, dafür taugen sie perfekt. (Dass ihre Genauigkeit auch sozial unheilsam missbraucht werden kann, ist eine Kehrseite, ja.)

Auch wird die Uhrzeit genommen als Hinweis auf die Tageszeit – hier gibt es Fehler, da ist die gebräuchliche Uhr sehr mangelhaft. Immer wieder begegnet man dem Urteil, dass in Marokko sehr viel später Mittag gemacht werde, ein Fehlurteil! Irgendwie setzen doch die meisten Menschen 12 Uhr mit Mittag gleich, „gefühlt“. Dabei kann das je nach Lage zum Zeitzonen-definierenden Längengrad sehr verschieden sein: in Marokko und auch noch West-Sahara gilt die mitteleuropäische Zeit (MEZ oder MESZ), am westlichsten Zipfel (La Gouira) steht im Fall der Sommerzeit die Sonne erst um 15:10 Uhr etwa am höchsten Mittagspunkt. In Vardø, am östlichsten Punkt von Nord-Norwegen, erreicht die Sonne ihren mittägliche Höchststand bereits um 10:50 Uhr.

Man umgebe eine Uhr mit einem drehbaren Ring, auf welchem Mittag/Mitternacht und Morgen/Abend als Achse markiert sind, so kann jeder ihn einstellen passend zu seinem Ort! In La Gouira stünde sie um mehr als 90° verdreht – bei einer gewöhnlichen 12-Stunden-Uhr. Wirklichkeitsnäher verhalten sich da die 24-Stunden-Uhren. Wie ein dann einziger Umlauf den Sonnenlauf direkter abbildet, so erscheint dann auch die Zonenzeit angemessen schief. Statt der genannten Achse wird das Grosskreuz aus Morgen, Mittag, Abend und Mitternacht markiert. So wird unmittelbar lesbar die mittlere Ortszeit.

Realistischer noch ist es, wenn umgekehrt die mechanische Zonenzeituhr drehbar im Gehäuse gelagert wird, so gibt die Schiefe des Zifferblattes ein reales Bild der Abweichung.

Ein einfaches Planetengetriebe zusätzlich kann die Schwankung der Zeitgleichung bewirken, diese ausgleichen, so wird nicht nur die mittlere, sondern sogar die wahre Ortszeit sichtbar:

Zonenzeit / Sonnenzeit / temporale Zeit

Sommerzeit oder nicht Sommerzeit – das sei die Frage?

Nun, „falsch“ (im Sinne von unnatürlich) ist unsere Uhrzeit fast immer, fast überall – insofern ist es völlig egal, welche der beiden wer wählt. Nicht egal ist gewiss für viele Lebensbereiche die plötzliche Verschiebung der Rhythmen, die einhergeht mit den Wechseln je hin und zurück.

Aber betrachten wir Zeit und Uhrzeit, wie sie sich entwickelt haben!
Denn die Unterteilung der fließenden Zeit in Stunden gab es nicht immer in der uns heute gewohnten Form.

Zunächst wurde der Tag als sonnenhelle Zeit von der Nacht unterschieden per Sonnenauf- und -untergang. Natürlich gab es den Mittag als sichbaren Sonnenhöchststand, die Mitternacht wohl eher als unscharfe „Zeitgegend“?

Dann wurden je die Mitten bezeichnet, der helle Tag zwischen Auf- und Untergang der Sonne bekam mit „Mitte des Vormittags“ und „Mitte des Nachmittags“ recht überschaubare Viertel. Siehe auch bei NAB.
Eine weitere engere Teilung erst führt über das Empfinden des (zwar geteilten) Ganzen hinaus zu empfindbaren Teilen, welche je als einzelne gleiche Ganzheiten ablaufen.

Zwar waren gleichlange äquatoriale Stunden schon früh manchen antiken Astronomen bekannt, im Alltag verwendet wurden bis zum Mittelalter jedoch ausschließlich die jahreszeitlich verschiedenen temporalen Stunden. Mit der Sonnenuhr lassen sie sich unschwer anzeigen. Die späteren mechanischen Uhren wurden mit Aufwand saisonal angepasst oder erhielten in aufwändiger Mechanik Sonderzifferblätter wie z.B. in Bern, Prag oder Ulm.

Äquatornah ist der Unterschied zwischen äquatorialen und temporalen Stunden gering, in europäischen gemäßigten Breiten doch erheblich, zu den Polarkreisen hin wird er immer größer – bis dass, dort angekommen, temporale Stunden unsinnig werden: Wer wollte nah der winterlichen Polarnacht die kürzeste Tageszeit noch zwöfteln! Jenseits der Polarkreise gibt es nur noch nah den Tag-und-Nachtgleichen überhaupt teilbare Tage, an den Polen selbst gar keine…

Egal, ob nach alten, ungleichen, temporalen oder nach neuen, gleichförmigen Stunden – die Glocken zum Mittag läuteten immer nach Sonnenzeit und also in gleichmäßigem Lauf um den Globus herum, irgendwo läutete es immer!

Da die Uhrzeit mit zunehmender Mobilität auch für Vereinbarungen in größeren Gebieten dienen sollte, wurden erste Zeitzonen nach Regionen festgelegt, so gab es z.B. die Berliner, Hamburger, Münchener, Prager, Berner und Genfer Zeit. Vor 1895 noch mussten Fährenfahrende auf dem Bodensee bei einer kompletten Rundfahrt 5 mal die Uhr verstellen! Erst Mitte des 19. Jahrhunderts etwa wurden die Zeiten in Europa je Länderweise festgelegt, zum Ende dann setzte sich die MEZ durch.
Mit den Zeitzonen läutet die Welt blockweise. Teils weicht die Zonenzeit erheblich von der lokalen Sonnenzeit ab: im östlichsten Norwegen bzw. im Westen Spaniens führt die Nutzung der MEZ zu 1 bzw. 1,5 Stunden Differenz. Es gibt Orte auf der Welt, wo der Unterschied mehr als 2 Stunden beträgt – da ist die „böse“ Sommerzeit möglicherweise ein rettender Tropfen auf den heißen Stein?;-)

Auffällig bleibt, dass die meisten Zeitzonen nach Westen hin ausgebeult sind, kaum je nach Osten – was bereits eine partielle Dauersommerzeit an vielen Orten bedeutet: für mehr Menschen ist erst nach 12 Uhr Mittag, werden die frühen hellen Stunden bestens ausgenutzt! Insofern verstärkt die zusätzliche Sommerzeit eine vorhandene Tendenz. Ein Blick auf die Zeitzonenkarte zeigt es. Zeigten aller Menschen Uhren neben der je aktuellen Zonenzeit auch die wahre Ortszeit – welche Abweichung im Mittel wohl herauskäme? Hier wird es visualisiert einmal fließend, dann stufig, die Tendenz zum westlichen Rot zeigen beide sehr deutlich. (Darin bildet sich ab der „Wärmetag“, seine Verschiebung zum „Lichttag“ – wir sind vielleicht doch ein wenig wie Amphibien?;-)
Solche Karten mit solchen zur Bevölkerungsdichte unterlegt, dann statistisch ausgewertet – Das folgende Bild zeigt, wie viele Menschen mit welcher Abweichung leben etwa:

Am Äquator ist eine mittlere Zeitzone im Sinne von 1/24 des Erdumfangs etwa 1669 km breit, diese entsprechen einer Stunde Sonnenzeit. Alle 27,83 km also gilt für die Sonnenzeit eine Minute Unterschied. Auf der Breite von z.B. Freiburg geht die Sonnenuhr bereits alle 12,5 km eine Minute anders, bei Spitzbergen schon alle 6,7 km! Je an den Polen wird es paradox, wer sich dort um sich selber dreht, kann in dieser einen Drehung alle Uhrzeiten haben;-)

Sonnenzeit / Zonenzeit

Zwei Uhren-Apps fand ich, die vielleicht z.B. für Gärtner interessant sind?
Unabhängig von Winter- oder Sommerzeit könnte man sich damit nach der Sonne vereinbaren!

Eine zeigt die wirkliche Sonnenzeit am Ort, die „WOZ“=Wahre Ortszeit.
Basis der MEZ ist der Längengrad 15°, Görlitz an der polnischen Grenze liegt genau darauf. Z.B. hier in meinem Wohnort Medewege bei 11,4° östlicher Länge haben wir also generell eine Differenz von 3,6°. Jedes Grad macht 4 Minuten Zeitdifferenz zur Zonenzeit, hier also sind das gut 14 Minuten (3,6*4´=14´44´´) – dies ausgeglichen haben wir die „MOZ“=mittlere Ortszeit.
Dazu kommt dann noch die Abweichung durch die Exzentrizität der Erdbahn und die Neigung der Erdachse, zusammenfassend per „Zeitgleichung“ berechnet. Diese Abweichung verändert sich nach Jahreszeit und kann mit ihrem herbstlichen Extrem (4. November) von +17 Minuten die lokale -14´44´´ medewegische mehr als ausgleichen. Oder aber sie im frühen Frühjahr (12. Februar) mit dem gegenteiligen Extrem von -15 Minuten auf eine halbe Fehlstunde ausdehnen.

Eine andere App zeigt den Sonnenstand sowie Auf- und –untergang auf einem unbezifferten 24.Stundenblatt, nennt auch die Sonnenauf- und -untergangszeiten.

Die beiden gibt es hier:
„Solar Time“ – Diese App nennt nach Klick auf die Zeit auch die Komponenten der Berechnung:

1. „Mean solar time“, das ist die am Ort gleichbleibende lokale Abweichung von der Zonenzeit, für z.B. Hamburg auf etwa 10° östlicher Länge bedeutet das 5° Differenz zur Basis der MEZ=15°. Und jedes Grad Abweichung entspricht 4 Minuten – in Hamburg ist also im Schnitt je 5*4=20 Minuten später Mittag, als die MEZ vermuten lässt.
2. „Solar Equation“ oder auf Deutsch „Zeitgleichung“.
3. „Daylight saving“ , das ist einfach die Sommerzeit – falls es eben eine gibt.

„Sun Clock“ – Nennt auch die Sonnenzeit, zwar nicht mit den Details. Dafür zeigt sie optisch mit den Markierungen für Sonnenaufgang/Mittag/-untergang schön die jahreszeitliche Helligkeitsrealität.
(Mit geometrischem Gefühl könnte man rein per Augenmaß bereits die temporalen Stunden als Zwölftel je des hellen und des dunklen Tagesteils ahnen…)

Ich würde es begrüßen, wenn diese beiden Apps auch als Widget funktionieren könnten, damit die Sonnenzeit unmittelbar parallel zur Zonenzeit sichtbar bliebe.
Und es sollten Wecker wie auch alle Kalenderfunktionen wahlweise darauf zugreifen können: so dass man sich frei auch nach Sonnenzeit vereinbaren könnte!

Temporale Zeit

Dafür hätte ich gerne eine App. Dabei würde ich ein solches Zifferblatt für den ganzen 24-Stundentag nutzen, wie es die Sun Clock zeigt – das visualisiert unmittelbar die winters kleinere helle und sommers größere Tagzeit.
Und die Stundenmarkierungen sollten unterschiedlich sein, wie in den Beispielbildern skizziert: weil es auf die qualitative Teilung des Ganzen ankommt (Mitte, Hälftenmittelung, Drittelung). Weil eine Reihung von gleichen Teilen als Folge das nur als Irritation erleben lässt (fast als Fehler), wenn nach 18 Uhr die Stunden dann kürzer oder länger sind, mit anderer Geschwindigkeit weitergehen.
Im Interesse heutigen Zeitempfindens würde ich die Umschaltpunkte bei 6 und 18 Uhr setzen, genau. (Zwar früher hat man mal von Sonnenaufgang als 0 bis Untergang als 12 gezählt, dann nachts weitere 12.)
Im rechten Beispielbild habe ich in Anlehnung an unser aktuelles Empfinden die temporale Zeit für den Sonnenaufgang auf 6:00 gesetzt, die des Sonnenuntergangs auf 18:00. Im Bild links ist die andere Möglichkeit visualisiert, sind wie vormals üblich die helle wie die dunkle Hälfte eines 24-Stundentages je von 0-12 gezählt.

Mit dem Entwickler der beiden Apps bin ich im Gespräch – eine neue App zu temporalen Stunden zu schaffen oder die „Sun Clock“ entsprechend der Beispielbilder zu erweitern?

Am Ende hätte ich die drei Zeiten (Zonenzeit / Sonnenzeit / temporale Zeit) gerne als Widget parallel sichtbar.
Und es sollten Wecker und alle Kalenderfunktionen wahlweise darauf zugreifen können: so dass man sich frei auch nach Sonnenzeit oder temporaler Zeit vereinbaren könnte!
Warum sollte es nicht möglich sein, Schulbeginn wie Busfahrzeiten nach temporaler Zeit zu richten?

Grundsätzlich scheint mir zwar eine ganz andere Bezeichnung der temporalen Uhrzeit angemessen: nicht als fließender Ablauf von vielen kleinen Einheiten; als gezählte Minuten – sondern als Annäherung oder Entfernung an Teilungspunkte des großen Ganzen. Vielleicht könnten in einem kleinen Fenster die Viertelstundenbrüche je aufgehen, in die Mitte rücken und dann wieder untergehen? Ideen gesucht!

Inzwischen fanden sich weitere Apps, diese jetzt auch als Widget nutzbar, gut!

1. „Sunrise Clock Widget“ von Ian O`Neal mit einem 24-Stunden-Zifferblatt und farblicher Visualisierung der jahreszeitlichen Helligkeit.
2. „Sunday – Astronomical Clock“ von Henning Benecke, mit ´Horae Temporales` – also temporalen Stunden, sehr schön!

Im ersten Fall ist die temporale Zeit fühlbar, nicht mit Zahlen gefasst, im zweiten können nicht in jeder Einstellung beide Zeiten abgelesen werden, nur entweder oder.
Beide Apps setzen die mechanische Uhrzeit zunächst ins Lot und die wahre Sonnenzeit je schräg dazu, andersherum wäre wirklichkeitsnäher!
(Das vermittelt die „Sun Clock“ von Piet Jonas, siehe den Screen oben: da sind außen die Striche für Auf- und Untergang in Symmetrie zum Lot, zeigen die inneren weißen Striche den Versatz zur Uhrzeit. Den gleichen Abstand zeigt auch das Sonnensymbol zum Ende des blauen Bogen. Leicht lesbar ist diese schön minimalistische Fassung allerdings nicht!;-)

Seit kurzem bietet die Sunday – Astronomical Clock die Optionen, Mittag (oder Mitternacht) ins Lot zu setzen! Mit den zusätzlichen Achsen zu Mittag, Mitternacht, Vor- & Nachmittag wird einerseits auch im Zonenzeitmodus die temporale Zeit ahnbar, mit der Schiefe der Ziffern bei Wahl von „Mittag oben“ wird andererseits auch im temporalen Modus die Zonenzeit fühlbar.

Geometrische Annäherungen an mechanische Lösungen:

Vorstellbar ist eine mechanische 24-Stunden-Uhr mit Visualisierung der lokalen Sonnenzeit, mit temporalen Stunden:

• Durch ein zweites Zifferblatt mit a) einstellbarer Zeitzone, b) Schalter für Sommerzeit und c) verstellbarem lokalen Längengrad könnte die mittlere Ortszeit in Abweichung von der Zonenzeit sichtbar werden.
• Mittels einer zusätzlichen „analemmatischen Variabilität“ (wozu eine Pascalsche Schnecke dienen könnte?!;-) sollte – nach Zeitgleichung schwingend – dieses zweite Zifferblatt die reale Sonnenzeit als wahre Ortszeit anzeigen.
• Mit Hilfe eines an letzteres gekoppelten dritten, im Jahresrhythmus veränderlichen Zifferblatts könnten durch verstellbaren Breitengrad die örtlichen temporalen Stunden als jahreszeitlich verschiedene Zwölftel zwischen realem Sonnenauf- und -untergang lesbar werden: Zwei mitteinander verbundene 12er-Fächer je der hellen wie der dunklen Stunden wären nötig.

Eine (neue/alte;-) Herausforderung für Uhrmacher!
(Es gibt offensichtlich mehr der ungewöhnlichen 24-Stunden-Uhren, als mancher wohl glaubt? Die Bildersuche danach zeigt es!)
Hier eine Uhr mit vierfachem Ziffernblatt per Geogebra dazu, voreingestellt für Paris bei Sommerzeit. Einstellbar für jeden gewünschten Ort. Wer den Schieberegler „Plustage“ bewegt, nimmt ein feines Schwanken wahr zwischen Grün und Blau, den beiden inneren Zifferblättern einerseits (Zonenzeit und Mittlere Ortszeit) und den beiden äußeren andererseits (Wahre Ortszeit und temporale Sonnenzeit) – als Folge der Zeitgleichung. Hier ist wirklichkeitsgemäß der reale Sonnenmittag konstant oben, die mechanische Uhr schwankt dazu! (Eine passende Schrägstellung der Ziffern würde die jeweilige Schiefe der Zonenzeit noch besser visualisieren.)

Weiterführende Versuche

Zwei Richtungen sehe ich, in die weiter geforscht wurde, in die zu forschen mir sehr lohnend scheint:

1. Die Gestalt des Kreises ist doch sehr gleichgültig, mögen auch Farben und Schatten ihn differenzieren in Tag und Nacht. Es gab am Anfang des letzten Jahrhunderts Versuche, das Zifferblatt in Form einer Conchoide oder Lemniskate zu gestalten, so die hellen von den dunklen Stunden sinnlich direkt unterscheidbar zu halten. Henning Beneckes Buch „Organische Uhrsachen“ bietet alles dazu.
2. Die Qualitäten und Informationen eines Tellurium in die Uhr zu integrieren, scheint eine weitere Herausforderung. Für diese empfiehlt sich auch ein Blick in Marc Maradans Werkstatt.

Folgend zwei geometrische Annäherungen, zunächst wird das Prinzip der Pascalschen Schnecke als Antrieb für alle möglichen lemniskatischen Formen genutzt. (Leider enthält dies Geogebra wohl der Variablen zu viele für ein ruckelfreies Funktionieren im Browser, drum hier nur eine Galerie von Bildern dazu. Hier die Möglichkeit zum Download, dann lässt es leicht sich spielen.)

Dann ein Versuch, die Lage der Ekliptik sowie den Mondort sichtbar zu machen, ein in die Fläche gebanntes Tellurium.
Da sind natürlich letztlich Künstler gefragt, ein dazu passendes Ziffernblatt zu gestalten, den Tierkreis sinnhaft und lesbar zugleich zu halten!
(Ob und wozu eine solche Uhr Minuten oder gar Sekundenzeiger braucht, ist freilich fraglich – hier sollen sie zunächst einfach die Bewegung vermitteln, sichtbar machen, dass die Uhr läuft. Jedoch ist ihr eigener 60-er Ziffernkranz auch gestalterisch gemeint: darum liegt er klein innen, damit diese Zeiger die wichtigeren Kränze nicht stören. Und „schnell=kleininnen“ ist eine kosmisch richtige Gleichung;-)

Alle Geogebras gibt es auch hier.