Sonnenuhren bestehen aus zwei Teilen: einer Oberfläche, die als "Zifferblatt" bezeichnet wird, und einem normalerweise geneigten "Gnomon", der einen Schatten auf die Zifferblattfläche wirft. Wenn sich die Sonne bewegt, richtet sich der Schatten des Gnomons an den verschiedenen Stundenlinien aus, die auf dem Zifferblatt markiert sind.

In der südlichen Hemisphäre ist der Gnomon einer Sonnenuhr normalerweise nach Süden ausgerichtet, während er in der nördlichen Hemisphäre nach Norden zeigt. Auch die Stunden auf dem Zifferblatt sind in entgegengesetzter Richtung zu lesen: in der nördlichen Hemisphäre im Uhrzeigersinn und in der südlichen Hemisphäre gegen den Uhrzeigersinn.

Sonnenuhren wurden unabhängig voneinander von jeder bedeutenden Kultur auf der ganzen Welt erfunden. Die Menschen waren wohl schon vor mehr als drei Jahrtausenden einander viel ähnlicher, als sie sich jemals hätten vorstellen können.

Archäologen und Anthropologen haben festgestellt, dass das erste Gerät, das höchstwahrscheinlich zur Zeitmessung verwendet wurde, der hier abgebildete vertikale Gnomon war. Das Gerät stammt aus der Zeit um 3500 v. Chr. und bestand aus einem vertikalen Stab oder einer Säule, die einen Schatten auf den Boden warf und je nach Position am Himmel die Tageszeit anzeigte. Dies ist der frühe Entwurf dessen, was wir heute als Sonnenuhr kennen.

Die altägyptische Astronomie weist darauf hin, dass "Schattenuhren" um 1500 v. Chr. entstanden sind. Die älteste bekannte Sonnenuhr der Welt (im Bild) wurde im ägyptischen Tal der Könige entdeckt. Antike Sonnenuhren aus dieser Zeit wurden auch im heutigen Russland entdeckt.

Sonnenuhren waren nicht die einzigen Zeitmessgeräte im alten Ägypten. Auch Wasseruhren wurden in dieser Zeit verwendet. Die Chinesen benutzten im 6. Jahrhundert sogar Weihrauchuhren (siehe Bild).

Der griechische Astronom Aristarchus von Samos erfand etwa im Jahr 280 v. Chr. die halbkugelförmige Sonnenuhr oder das Hemizykel. Sie bestand aus einem hölzernen oder steinernen kubischen Block mit einem am Zentrum befestigten Zeiger. Wenn die Sonne über den Himmel wanderte, war der Schatten des Zeigers ein etwa runder Bogen.

Jede Jahreszeit erforderte eine Variation der Länge und der Position des Halbkreisbogens, da sich die Bahn der Sonne je nach Jahreszeit immer ändert. Jeder Jahreszeitenbogen hatte 12 gleiche Teilungen, was bedeutete, dass jeder Tag in 12 gleiche Teile oder "Stunden" unterteilt war. Dies bedeutete natürlich, dass einige Jahreszeiten längere Stunden hatten als andere.

Nach Aufzeichnungen des arabischen Astronomen al-Battānī wurde das Hemizykel im 10. Jahrhundert noch weitgehend in muslimischen Ländern verwendet.

Die Muslime im Mittelalter waren besonders an Sonnenuhren interessiert, weil sie ihnen halfen, die richtigen Gebetszeiten einzuhalten. Tatsächlich zeigten einige muslimische Sonnenuhren ausschließlich die Gebetszeiten an und hatten keine anderen Linien.

Die Große Moschee von Kairouan in Tunesien verfügt beispielsweise über eine Sonnenuhr im Innenhof, die im 7. Jahrhundert n. Chr. erbaut wurde und die Gebetszeit bestimmt.

Das Hemizykel war nicht das letzte Mal, dass die Griechen mit Sonnenuhren und ihrer Komplexität experimentierten. Bereits im Jahr 100 v. Chr. hatten sie den Turm der Winde in Athen erbaut, der acht ebene Sonnenuhren hat, die auf verschiedene Himmelsrichtungen ausgerichtet sind.

Um 290 v. Chr. schuf der babylonische Astronom Berosus eine Variante der griechischen Sonnenuhr, indem er einen Teil des Bogens des Halbkreises abschnitt.

Ähnlich wie die Griechen verwendeten auch die Römer jahreszeitliche Bögen für ihre Sonnenuhren. Die erste Sonnenuhr des Reichs wurde von den Samniten erbeutet und um 290 v. Chr. in Rom aufgestellt, aber erst 130 Jahre später entwarfen sie ihre eigene Sonnenuhr für die Stadt.

Interessanterweise war der römische Architekt Vitruv im 1. Jahrhundert v. Chr. für die Namensgebung vieler Sonnenuhren verantwortlich. Außerdem führten Vitruvs Diskussionen über den menschlichen Körper schließlich zu Leonardo da Vincis berühmter Zeichnung des "Vitruvianischen Menschen".

Etwa 10 v. Chr. bauten die Römer das Solarium Augusti, einen klassischen Obelisken, der als großer Gnomon für eine Sonnenuhr dient. Der Obelisk kann immer noch in Rom besichtigt werden.

Die Ruinen von Pompeji beherbergen eine Sonnenuhr, die den Ausbruch des Vesuvs im Jahr 79 n. Chr. überstanden hat. Dieses Design basiert auf der babylonischen Variante der griechischen Sonnenuhr.

Mechanische Uhren kamen in Europa im 14. Jahrhundert auf, aber zum Nachstellen dieser Uhren wurden weiterhin Sonnenuhren verwendet. In der Mitte des 17. Jahrhunderts wurden Pendeluhren erfunden, die eine nahezu perfekte Zeitmessung ermöglichten.

Eine elektrisch betriebene Pendeluhr, die Shortt-Uhr, wurde 1921 entwickelt und war die erste Uhr, die die Zeit genauer anzeigte als die Erde selbst.

Im 16. Jahrhundert wurden die ersten Armbanduhren erfunden. Beim Militär galten Uhren als wertvolle Werkzeuge, insbesondere im Deutsch-Französischen Krieg (1870–1871).

Obwohl mechanische Uhren aufkamen, waren Sonnenuhren noch nicht ganz aus der Mode. In Italien entwarf Francesco Bianchini die Clementinische Sonnenuhr, die 1702 in der Basilika Santa Maria degli Angeli in Rom installiert und eingeweiht wurde. Die Sonnenuhr wurde nach Papst Clemens XI. benannt, der das Design der Sonnenuhr angefordert hatte.

Im frühen 18. Jahrhundert wurde die Samrat Jantar in Jaipur, Indien, erbaut. Die Sonnenuhr ist 27 m hoch, und ihr Schatten bewegt sich sichtbar mit 1 mm pro Sekunde.

Nach der Erfindung der Pendeluhr wurde Anfang des 17. Jahrhunderts das Marinechronometer erfunden, das vor allem auf Schiffen eingesetzt wurde.

Der englische Erfinder Francis Ronalds war der Wegbereiter für die Herstellung der elektrischen Uhr in den frühen 1800er Jahren, die mit Hochspannungsbatterien, so genannten Trockenbatterien, betrieben wurde. Diese Erfindung erwies sich als weitaus zuverlässiger als frühere Zeitmessgeräte.

Das Zeitalter der Industrialisierung hat zwangsläufig mechanischen Uhren den Vorzug vor Sonnenuhren gegeben, aber das hat die Menschen nicht davon abgehalten, sich immer wieder für diese Geräte zu begeistern. So wurde beispielsweise 1973 in London eine moderne Äquinoktialsonnenuhr mit dem Namen "Timepiece" aufgestellt. Sonnenuhren werden immer häufiger als architektonische und gestalterische Elemente eingesetzt, anstatt ihren eigentlichen Zweck zu erfüllen.

Im Jahr 2004 beendete die amerikanische Stadt Redding den Bau der Sonnenuhrbrücke. Der Stützpfeiler der Brücke bildet einen großen Gnomon, der genau nach Norden zeigt.

Ein weiteres modernes Bauwerk ist die öffentliche Sonnenuhr von Perranporth in Cornwall, England. Sie wurde im Rahmen der Millenniumsfeiern des Vereinigten Königreichs im Jahr 2000 errichtet.

Frankreich ist mit einer zylindrischen Polarsonnenuhr, die von Jean Raffegeau entworfen wurde, in dieser Liste vertreten. Sie befindet sich in Roussillon, Vaucluse.

Interessanterweise gibt es eine Vielzahl anderer von Menschen geschaffener Konstruktionen, die nicht unserem herkömmlichen Verständnis von Sonnenuhren entsprechen. Stonehenge zum Beispiel ist seit fast 4.000 Jahren eine große Sonnenuhr, auch wenn sie nicht zu diesem Zweck gebaut wurde. Sie zeigt die längsten und kürzesten Tage des Jahres an, einfach durch die Anordnung der Steine.

Die praktischsten Zeitmessgeräte, die heute verwendet werden, sind Atomuhren. Sie können die Zeit mit einer Genauigkeit von wenigen Sekunden über viele tausend Jahre hinweg anzeigen. Als solche werden sie in erster Linie zur Kalibrierung anderer Uhren verwendet, ähnlich wie Sonnenuhren zur Zeitmessung von Pendeln eingesetzt wurden.

Quellen: (Britannica) (The British Sundial Society) (Guilford Press) (Routledge)

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