Kello

Heilurikäyttöinen lyövä Valmet-seinäkello, jossa on viisarinäyttö.

Kello on ajan mittaamiseen ja näyttämiseen tarkoitettu laite.

Kellon kolme perustekijää ovat käyttövoiman lähde, näytön laskinjärjestelmä sekä käynninsäätelijä, joka yhdistää kaksi muuta osaa. Nykyaikainen kello esittää kellonajan tunteina, minuutteina ja sekunteina vuorokauden vaihtumisesta. Aika näkyy kellotaulussa joko viisarien asennosta tai digitaalisina numeroina. Viisarikellossa tuntiviisari, minuuttiviisari ja yleensä sekuntiviisari kiertävät ympyränmuotoista numerosarjaa.

Ennen mekaanisen kellon keksimistä keskiajalla ihmiset olivat käyttäneet esimerkiksi aurinkokelloja, tiimalaseja ja vesikelloja.

Pieniä kelloja, kuten rannekelloja, kannetaan yleensä mukana. Julkisilla paikoilla on yleensä isompia, kiinteitä kelloja. Myös tietokoneissa ja matkapuhelimissa on kello.

Kellon tehtävä ei aina ole vain näyttää aikaa, esimerkiksi kellokytkimessä kellokoneiston tehtävä on myös ohjata laite toimimaan tiettynä ajan hetkenä. Kello voi antaa myös herätyshälytyksiä.

Historiaa

Ensimmäinen käyttöön otettu ajan mittari oli maahan pystytetty keppi, jonka avulla ihmiset saattoivat päätellä varsin tarkasti, kuinka suuri osa päivästä oli kulunut ja paljonko oli vielä jäljellä ennen auringonlaskua. Tikku heitti maahan varjon, joka liikkui sitä mukaa kuin Aurinko taivaalla. Tästä alkeellisesta ajanmittarista kehitettiin noin 3500 eaa. aurinkokello, joka oli ensimmäinen varsinainen kellotyyppi. Siinäkin oli uloke, jonka varjo liikkui auringon mukaan pyöreällä, kahteentoista sektoriin jaetulla alustalla. Nämä sektorit vastasivat päivän kahtatoista tuntia, joskaan tuohon aikaan tunti ei ollut vielä vakiintunut käsite. Tämän vuoksi päivän, ja niin ollen myös tuntien, pituus vaihteli muun muassa vuodenaikojen mukaan. Aurinkokello oli pitkään hallitseva ajanmittari, mutta siitä tekee epäkäytännöllisen se, että sen toimivuus on kiinteästi sidottu Auringon valoon. Jos taivas on pilvinen tai on yö, ei aurinkokelloa voi käyttää, koska Auringon valo ei heitä varjoa.

Ongelmaan tuli ratkaisu vasta kun ensimmäiset vesikellot kehitettiin Egyptissä noin 3 400 vuotta sitten. Vesikello on vedellä täytetty astia, jonka pohjassa on pieni reikä. Vesi valuu tästä reiästä pikkuhiljaa ulos, ja ajan kulumisen näkee katsomalla, paljonko vettä on jäljellä.

Vaikka aurinkokelloja ja vesikelloja oli olemassa, niitä ei yleensä antiikin aikana ollut yksityiskodeissa. Esimerkiksi antiikin Kreikassa ja Roomassa kaupungeissa saattoi olla aurinkokelloja julkisilla paikoilla, mutta ihmisten arkielämä rytmittyi pitkälti auringonnousun ja -laskun mukaan. Tieto ensimmäisestä aurinkokellosta Kreikassa on noin vuodelta 500 eKr. ja Roomassa vuodelta 263 eKr. Nämä aurinkokellot olivat kuitenkin usein epätarkkoja, sillä ne piti säätää kunkin paikan leveysasteiden mukaan.

700-luvulla keksittiin uusi mullistava ajanmittari: hiekkakello eli tiimalasi. Sen toimintaperiaate on peruspiirteiltään sama kuin vesikellossa. Tiimalasissa on kaksi säiliötä päällekkäin ja aikaa mitataan hiekan valumisella ylemmästä astiasta alempaan. Tiimalasit lyövät tarkkuudessaan kaikki aiemmat ajanmittarit.

Kirkkojen tornikellot alkoivat yleistyä Euroopassa vasta, kun vuonna 1280 kehitettiin Bedfordshiressä Englannissa ensimmäinen kello, joka toimi painovoiman avulla. Kello sisälsi hammasrattaan ja painon ja parhaimmillaan se heitti oikeasta ajasta vain noin 15 minuuttia yhden vuorokauden aikana. 1400-luvulla yleistyivät jousivetoiset ja siirrettävät kellot ja 1500-luvun alussa alkoi ilmestyä myös taskukelloja.

1580-luvulla Galileo Galilei huomasi, että samanpituisten heilurien heilahdusaika ei riipu painon koosta eikä heilahduskulmasta, vaan se on vakio. Hollantilainen Christiaan Huygens kehitti ensimmäisen käyttökelpoisen heilurikellon.

Varhaisemmissa kelloissa oli yleensä vain tuntiviisari. Minuutti- ja sekuntiviisareita kokeiltiin jo 1500-luvun lopulla, mutta minuuttiviisari yleistyi vasta noin vuonna 1680, sekuntiviisari hieman myöhemmin.

Kellojen kehityksen myötä ihmisten käsitys ajasta muuttui. Se oli ennen mielletty virraksi, mutta kellojen ansiosta se muuttuikin pieniksi jaksoiksi, ajan yksiköiksi. Rannekello yleistyi 1800-luvulla naisten keskuudessa. Ensimmäisen maailmansodan jälkeen rannekello siirtyi myös miesten käyttöön syrjäyttäen vähitellen taskukellon.

1900-luvulla keksittiin useita uudenlaisia, entisiä tarkempia kelloja. Kvartsikelloa käytettiin tieteellisiin tarkoituksiin jo 1930-luvulla, ja vuosisadan loppupuolella se yleistyi arkielämässäkin. Vielä tarkempi on atomien spektriviivojen taajuuksiin perustuva atomikello, johon perustuu myös aikayksikön, sekunnin nykyinen määritelmä.

Viime vuosikymmeninä on tullut käyttöön myös radiosignaalista oikean ajan vastaanottavia kelloja. Atomikellosta voidaan lähettää pitkäaaltolähetyksenä hyvin tarkka aika ja päiväys, joka auttaa kvartsikelloa pysymään vielä tarkemmin ajassa. Tällöin myös kesä- ja talviajan muutos asettuu kelloon automaattisesti. Euroopassa yleinen standardi on Saksan Mainflingenistä lähetettävä DCF77-signaali. Asema aloitti ajan lähetyksen vuonna 1973. Myös satelliittipaikannus toimii ajan määrittäjänä, sillä paikantamiseen tarvitaan satelliiteissa tarkka aika, jota ne lähettävät myös paikannuslaitteisiin.

Erilaisia kelloja

• 
  Aurinkokello näyttää ajan varjollaan
• 
  Tiimalasi näyttää ajan hiekan valumisen kautta
• 
  Kynttiläkello näyttää ajan kynttilän yläreunan tasosta
• 
  Heilurikellon heiluri pitää tasaista tahtia
• 
  Omega Speedmaster -rannekello, joka oli Nasan astronauttien käytössä kaikilla Apollo-lennoilla
• 
  Kelloradion digitaalinen näyttö
• 
  Sveitsin rautateiden asemankello

Katso myös

• Kelloseppä
• Kronometri

Lähteet

• Hart-Davis, Adam: Aika: Suuren mysteerin jäljillä. ((The book of time: Everything you need to know about the biggest idea in the universe, 2011.) Suomentaneet Mervi Ovaska ja Sinikka Jauhiainen) Helsinki: Gummerus, 2012. ISBN 978-951-20-8892-8

Aiheesta muualla

• Maailman aika (Arkistoitu – Internet Archive).
• Suomen kellomuseo.