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El paso del tiempo siempre ha sido una preocupación de los seres humanos, ya fuera por una cuestión de satisfacer las necesidades básicas de comer o dormir, por la importancia que tenían las estaciones por las migraciones y las cosechas, o por cuestión de medir el tiempo de manera más sofisticada, dividiendo el tiempo en periodos definidos de semanas, días y horas.
Mediante los cuerpos celestes
El método más antiguo para medir el tiempo era mediante la observación de los cuerpos celestes: el sol, la luna, las estrellas y los cinco planetas que se conocían en la antigüedad. La salida y la puesta de sol, los solsticios, las fases de la luna y la posición de estrellas y constelaciones específicas se han usado desde la antigüedad en todas las civilizaciones para marcar y delimitar actividades específicas. Por ejemplo, los edificios egipcios y minoicos a menudo se construían orientados hacia el sol naciente o situados para observar estrellas específicas. Algunos de los textos más antiguos como los de Homero y Hesíodo de en torno al siglo VIII a.C. describen específicamente el uso de las estrellas para establecer los mejores periodos para navegar y plantar, y estas recomendaciones siguen siendo útiles hoy en día.
En Oriente Próximo se crearon calendarios de estrellas, y los calendarios griegos probablemente estaban basados en las fases de la luna. Los parapegmas griegos del siglo V a.C., atribuidos a Metón y Euctmon, se usaron para crear un calendario de las estrellas y un calendario de festivales unidos a las observaciones astronómicas que se conservan en el papiro egipcio de Hibeh que data de alrededor de 300 a.C. El famoso mecanismo de Anticitera, datado de mediados del siglo I a.C. y encontrado en un barco naufragado en el Egeo, es un artilugio sofisticado que, mediante un complicado sistema de ruedas y engranajes, demostraba y medía el movimiento de los cuerpos celestes, incluidos los eclipses.
Relojes de sol
El sol siguió siendo la fuente primaria para medir el tiempo a lo largo de toda la época clásica. De hecho, el amanecer y el anochecer establecían las sesiones tanto de la Asamblea de Atenas como del Senado romano, y en este, los decretos acordados después del anochecer no se consideraban válidos. Los primeros relojes de sol solo indicaban los meses, pero más adelante se intentó dividir el día en unidades regulares e indicar las 12 horas del día y de la noche inventadas por los egipcios y los babilonios. El origen de las medidas de la media hora no está claro, pero se menciona por primera vez en el siglo IV a.C. en una comedia griega de Menandro, por lo que debía de ser de uso común. El reloj de sol más antiguo que se conserva proviene de Delos, del siglo III a.C.
A partir de la época helenística, la medición del tiempo se hizo aún más precisa y los relojes de sol se hicieron más exactos como resultado de un mayor entendimiento de los ángulos y el efecto de los cambios de localización, especialmente la latitud. Había cuatro tipos de relojes de sol: hemisférico, cilíndrico, cónico y plano (horizontal y vertical) y normalmente se hacían de piedra con una superficie cóncava sobre la que se hacían marcas. El gnomon marcaba las horas al hacer sombra sobre la cara del reloj o, más esporádicamente, el sol brillaba a través de un agujero, proyectando así un punto en la cara del reloj. En el Imperio romano se volvieron populares los relojes de sol portátiles, algunos con discos intercambiables para compensar los desplazamientos. Los relojes solares públicos aparecieron en todas las ciudades principales y su popularidad es evidente no solo por los descubrimientos arqueológicos (tenemos 25 de Delos y 35 de Pompeya solamente), sino también por las referencias en el teatro griego y la literatura romana. Incluso hay un chiste famoso sobre este tema que se atribuye al emperador Trajano, que, al ver el tamaño de la nariz de alguien, le dijo: "Si te pones de cara al sol y abres la boca, la gente que pasa podrá saber qué hora es" (Anthologia Palatina 11.418). Para finales de la Antigüedad (entre el 400 y el 600 d.C.) ya se producían relojes de sol portátiles muy sofisticados que se podían ajustar a hasta 16 localizaciones diferentes.
Instrumentos de agua
También se inventaron instrumentos para medir el tiempo a base de agua. Puede que evolucionaran a partir de las lámparas de aceite, que se sabía que ardían durante un periodo de tiempo específico con una cantidad específica de aceite. Los primeros llamados relojes de agua soltaban una cantidad específica de agua de un recipiente a otro en una cantidad de tiempo específica. Puede que los más antiguos provengan de Egipto en torno a 1600 a.C., aunque puede que adoptaran esta idea de los babilonios. Los griegos usaban este tipo de instrumento (una clepsidra) en los juzgados atenienses para establecer el tiempo máximo de cada discurso: aproximadamente seis minutos.
El ejército romano y el griego también usaban relojes de agua para medir los turnos de trabajo, por ejemplo las guardias nocturnas. Después se desarrollaron relojes de agua más sofisticados, que vertían agua dentro de un contenedor, lo que a su vez elevaba un flotador que giraba un engranaje, cuyo movimiento regulado podía medirse. Los primeros ejemplos de este tipo de relojes se atribuyen a Ctesibio en torno al 280 a.C., y se considera que Arquímedes desarrolló el instrumento para lograr una mayor exactitud. Los relojes de agua públicos y grandes también eran comunes y a menudo medían un día entero. Por ejemplo, en el siglo IV a.C. en el ágora de Atenas había uno de estos relojes con 1000 litros de agua. La Torre de los Vientos de Atenas, construida por Andrónico en el siglo II a.C., también contaba con un reloj de agua y al menos nueve relojes de sol en las paredes externas.
