Do sự tình cờ, người thời cổ xưa đã nhận xét rằng bóng của một thân cây bị cụt ngọn biến đổi khi mặt trời di chuyển trên bầu trời. Tương tự, khi cắm một cây gậy thẳng đứng trên mặt đất, bóng cây gậy cũng di chuyển và chiều dài của bóng này thay đổi trong ngày. Khi bóng của cây gậy ngắn, người thời cổ xưa biết rằng đây là lúc gần trưa còn khi bóng dài, họ biết rằng ngày bắt đầu hay sắp hết. Bằng cách dùng các hòn đá, người thời cổ xưa đã đánh dấu vị trí của bóng mát này. Như vậy dụng cụ sơ sài dùng để đo thời gian đã thành hình hơn 4,000 năm về trước và người ta gọi nó là “đồng hồ mặt trời” (sundial). Nhà thiên văn miền Chaldée tên là Berossus đã mô tả đồng hồ mặt trời vào thế kỷ thứ 3 trước Tây Lịch.
Đồng hồ mặt trời có nhiều loại, nhiều hình dạng. Thứ đơn giản nhất là một cây gậy cắm thẳng đứng với tên gọi là “cột chỉ giờ” (gnomon). Loại cột này có thứ nhỏ, có thứ lớn như chiếc Kim Cléopatre (Cleopatra’s Needle) hiện nay còn dựng tại công viên, thành phố New York. Cột chỉ giờ đã mang lại nhiều khuyết điểm: trong suốt một năm và ở cùng một giờ trong ngày, bóng của cột thay đổi cả về chiều dài lẫn về phương hướng. Mặc dù người ta đã thay đổi cây gậy bằng những “đồng hồ bóng mát” (obélisque) chôn chặt dưới đất, tất cả khuyết điểm trên vẫn còn tồn tại.
Để sửa bớt các điều bất lợi, người thời xưa nghĩ ra các “nhật quỹ” (cadran solaire). Nhật quỹ là một thứ đồng hồ mặt trời, gồm có một miếng gỗ vuông nằm ngang và một miếng gỗ cắt chéo đóng thẳng góc với mặt nằm ngang. Miếng gỗ chéo có cạnh chéo song song với trục của quả đất, nghĩa là hướng về ngôi sao Bắc Đẩu. Nhờ điều sau này các bóng mát không thay đổi về phương hướng nữa và người thời cổ có được các độ chia nhất định. Cách dùng các nhật quỹ rất đơn giản: khi đặt nhật quỹ ở ngoài nắng, nếu bóng của nhật quỹ sát với cạnh số 9 thì lúc bấy giờ là 9 giờ. Nhật quỹ không phải là dụng cụ đo giờ chính xác và chỉ xử dụng được vào ngày có nắng. Nhật quỹ cần được chế tạo thích hợp với từng địa phương. Có kẻ đã ăn trộm một chiếc nhật quỹ tại Ai Cập và mang về đặt tại Hy Lạp. Tại nơi này, nhật quỹ đó đã chỉ sai giờ khiến cho kẻ ăn trộm phải thắc mắc.
Nhật quỹ được dùng từ thời xa xưa. Loại nhật quỹ cổ nhất còn sót lại tại Ai Cập được làm từ thế kỷ 15 trước Tây Lịch. Người Ai Cập cũng như người Hy Lạp rất ưa thích loại đồng hồ mặt trời này. Tới thế kỷ 19, các tay thợ sửa đồng hồ còn dùng các nhật quỹ thích hợp để lấy giờ. Người La Mã trái lại đã không chú trọng đến thứ dụng cụ đo thời gian này vì mãi tới năm 491 mà họ còn dùng một cột chỉ giờ cắm trước Hội Trường để giới hạn các bài diễn văn của các nhà hùng biện.
Phạm Văn Tuấn
———————————
Đón đọc: “Đồng hồ nước“
Theo Vietsciences
