Od slunečních hodin k atomovým: jak se lidstvo naučilo měřit čas

Nejpřesnější hodiny na světě se zpozdí o vteřinu za miliony let. Cesta k nim vedla přes stín tyče, kapající vodu a kyvadlo, které objevil nemocný student.

Klára Hejná

kalendář, čas a čísla · 28. 5. 2026

Měření času je jedna z mála oblastí, kde se přesnost zlepšila o řády. Zatímco u délky nebo hmotnosti jsme se za tisíciletí posunuli o pár řádů, u času o šestnáct.

Stín a voda

Nejstarší metodou byl gnómon, tedy svislá tyč, jejíž stín ukazoval čas. Fungoval dobře, ale jen za slunečního svitu a jen v konkrétní zeměpisné šířce. Egypťané proto vyvinuli vodní hodiny, kde odměřovala čas voda vytékající z nádoby, a ty šly použít i v noci.

Vodní hodiny se udržely tisíce let a dosáhly pozoruhodné složitosti. Nevýhoda byla, že rychlost výtoku závisí na teplotě a na výšce hladiny, takže přesnost kolísala.

Kyvadlo změnilo všechno

Zásadní zlom přišel v sedmnáctém století s objevem, že kyvadlo dané délky kmitá vždy stejně dlouho bez ohledu na velikost výkyvu. Legenda praví, že si toho Galileo všiml při sledování lustru v pisánském chrámu. První kyvadlové hodiny sestrojil Christiaan Huygens a přesnost skočila z patnácti minut denně na patnáct vteřin.

Problém námořní navigace

Určit na moři zeměpisnou šířku bylo snadné, délku nikoli. K tomu je potřeba znát přesný čas v domovském přístavu, a kyvadlové hodiny na houpající se lodi nefungují. Britský parlament proto vypsal odměnu, kterou nakonec získal hodinář John Harrison za chronometr, jenž se za osmdesát dní plavby zpozdil o pět vteřin.

Atomové hodiny

Moderní atomové hodiny využívají přesně definovanou frekvenci přechodu mezi energetickými hladinami atomu. Nejlepší současné optické hodiny by se za dobu existence vesmíru zpozdily o zlomek vteřiny, což je přesnost, kterou bylo dřív těžké si vůbec představit.

Praktické využití je všude kolem nás. Satelitní navigace funguje jen díky tomu, že družice nesou atomové hodiny, a musí se u nich započítat i relativistické efekty, protože čas na oběžné dráze plyne nepatrně jinak než na zemi.

Přestupná sekunda

Protože se rotace Země mírně zpomaluje, občas se do koordinovaného času vloží přestupná vteřina, aby se atomový čas nerozešel s astronomickým. Od roku 1972 jich bylo přidáno několik desítek. Pro počítačové systémy jsou noční můrou, protože v tu chvíli existuje minuta o šedesáti jedna vteřinách.

Právě proto se mezinárodně rozhodlo praxi do roku 2035 ukončit a rozdíl řešit jinak. Astronomický a atomový čas se tak budou pomalu rozcházet, ale bez zásahů, které rozbíjejí software.

Orloj jako ukázka staré přesnosti

Pražský orloj je hezkým dokladem toho, co uměla středověká mechanika. Kromě běžného času ukazuje takzvaný staročeský čas, kde den začíná západem Slunce, dále astronomické údaje a polohu Slunce a Měsíce ve zvěrokruhu.

Ukazuje tím zároveň, jak různých pojetí času lidé používali souběžně. Kupec se řídil jedním, církev druhým a astronom třetím, a všechny se daly vyčíst z jednoho číselníku.

Co to znamená pro běžný život

V praxi máme dnes všichni v kapse hodiny přesnější, než jaké mělo ještě v osmdesátých letech ministerstvo. Telefon se synchronizuje se sítí a ta s atomovým standardem, takže rozdíl mezi lidmi je otázkou zlomků vteřiny.

Souvislosti kolem kalendáře rozebírá článek o kalendářní reformě, o časových pásmech píšeme samostatně.