Mae stori cadw amser yn stori gwddoniaeth ddynol ei hun. O'r ddiallau haul cyntaf yn yr Aifft Hynafol i'r glociau atomic sy'n diffinio Coordinated Lunar Time, mae pob datblygiad mewn mesur amser wedi datgloi galluoedd newydd — llywio, cyfathrebu, gwyddoniaeth, ac yn awr archwilio gofod.
Cadw Amser Hynafol
Dibynna'r mesurau amser cynharaf ar arsylwadau seryddiaeth. Defnyddiodd yr Eifftwyr Hynafol obeli fel ddiallau haul tua 3500 BCE, gan olrhain cysgod yr Haul i rannu golau dydd yn oriau. Darparedd clociau dŵr (clepsydras) amseriad ar ôl tywyllwch ac ar ddiwrnodau cymylog, gyda cofnodion yn mynd yn ôl i 1500 BCE yn yr Aifft a China.
Roedd y Lleuad yn galendr cyntaf dynolryw. Mae'r gair "mis" yn deillio o "Lleuad," a defnyddwyd calendrau lleuol gan siffleidroddau Babiloniaidd, Tsieinaidd, Hebraeg, ac Islamaidd. Roedd y mis sinodik o 29.53 diwrnod yn darparu cylch naturiol i olrhain tymhorau plannu, seremonïau crefyddol, a phatrymau llanw.
Clociau Mecanyddol a Phroblem Hyd
Trawsnewidiold dyfeisiad clociau mecanyddol yn y 13eg ganrif yn Ewrop gymdeithas. Clociau yr eglwys, wedi'u rheoli gan fecanizm dianc, safonidd amserlenni dyddiol ar draws cymunedau. Ond roeddent yn glociau cynnar hon yn gywir am tua 15 munud bob diwrnod yn unig.
Prof amseriad mawr y 18fed ganrif oedd problem hyd. Ar y môr, gallai morwr benderfynu lledred o'r sêr, ond roedd hyd yn gofyn gwybod yr amser cywir ar leoliad cyfeirio. Yn 1761, cyflawnodd cronomedr morwrol H4 John Harrison gywirdeb tua 5 eiliad bob diwrnod — digon i bennu hyd o fewn milltir forol. Angorodd y trawsnewid hwn llywio'r cefnfor diogel a masnach fyd-eang.
Amser Safonol a Zeintiau Amser
Cyn y telegraf a'r rheilffordd, roedd pob dinas yn cadw ei amser solar lleol ei hun. Roedd canol dydd yn Boston yn ychydig funudau yn wahanol i ganol dydd yn Efrog Newydd. Wrth i reilffyrdd gysylltu dinasoedd yn y 19eg ganrif, daeth y ddryswch hwn yn beryglus — roedd trenau ar yr un trac yn gallu bod yn gweithredu ar gloc gwahanol.
Yn 1884, sefydlodd y Gynhadledd Meridian Ryngwladol yn Washington, D.C., y Meridian Greenwich fel y meridian cyntaf ac ond rannu'r byd yn 24 zona amser. Dyma'r safon amser byd-eang cyntaf, ac gosododd y syllaen ar gyfer cydlynu'r amseriad yn rhyngwladol.
Clociau Atomic ac UTC
Gwellhaodd yr oscillator crisial cwarts, a ddatblygwyd yn y 1920au, cywirdeb amseriad i ffracsiynau o eiliad bob diwrnod. Ond daeth y chwyldriad gwirioneddol yn 1955 gyda'r cloc atomic cesiwm ymarferol cyntaf yn Labordy Ffiseg Genedlaethol Lloegr.
Mae clociau atomic yn mesur amser trwy gyfrif osgiliadau atomau — mae atomau cesiwm-133 yn oscillatio yn union 9,192,631,770 gwaith yr eiliad, amledd mor sefydlog fel na fyddai clociau atomic modern yn ennill nac yn colli eiliad mewn 300 miliwn blwyddyn.
Yn 1972, sefydlwyd Coordinated Universal Time (UTC) fel safon amser sifil y byd. Mae UTC yn cael ei gynnal gan yr Ystabliad Rhyngwladol Pwysau a Mesura (BIPM) gan ddefnyddio cyfartaledd pwysol o dros 400 cloc atomic mewn 80 labordy ledled y byd. Mae eiliadau naid yn cael eu hychwanegu'n achlysurol i gadw UTC wedi'i alinio â throad ychydig yn anregular y Ddaear.
GPS a'r Era Gymharol
Y System Safle Byd-eang, yn llawn weithredol yn 1995, oedd y dechnoleg sifil cyntaf i fod angen cywiriadau amser cymharol. Mae lloerennau GPS yn orbitu tua 20,200 km uchder ble mae disgyrchiant yn wannach. Mae eu clociau yn ennill tua 45 microeiliad bob diwrnod o'i gymharu â chloc wyneb (gravitational time dilation), ond mae eu cyflymder orbital yn achosi clociau i ennill tua 7 microeiliad bob diwrnod yn arafach (special relativistic time dilation). Mae'r effaith net yn +38 microeiliad bob diwrnod.
Heb gywiro ar gyfer cymharebdol, byddai lleoliadau GPS yn llithro gan tua 10 km bob diwrnod. Profodd llwyddiant GPS nad yw amseriad cymharol yn ddim ond ffiseg ddamcaniaethol — mae'n holl bwysig injan.
Coordinated Lunar Time — Y Pennod Nesaf
Ym mis Ebrill 2024, cyfarwyddodd y Tŷ Gwyn NASA i sefydlu Coordinated Lunar Time (LTC) — yn ymestyn amseriad manwl o orbit y Ddaear i wyneb y Lleuad. Fel UTC, bydd LTC yn cael ei bennu gan rwydwaith o glociau atomic, ond bydd yn cyfrif am gravity sy'n wannach y Lleuad, ble mae clociau yn rhedeg 56.02 microeiliad yn gyflymach bob diwrnod.
O ddiallau haul i glociau atomic i'r Lleuad — mae pob cam mewn cadw amser wedi ehangu cyrraedd ddynolryw. Mae Coordinated Lunar Time yn bennod nesaf mewn stori sy'n ymestyn yn ôl 5,500 blwyddyn, ac mae'n galluogi'r oes archwilio fawr nesaf.