सूर्यछाया घड्याळ : प्राचीन काळी दिवसा वेळ कळण्यासाठी ज्या साधनाचा उपयोग केला जात असे, त्याला सूर्यछाया घड्याळ (सन डायल) म्हणतात. हल्ली लंबकाची, स्प्रिंगेची, विजेची व इलेक्ट्रॉनीय घड्याळे आणि रेडिओ संदेश अशा अनेक प्रकारांनी अचूक वेळ सांगता येते. मात्र प्राचीन काळी अशी कालमापक साधने नव्हती. पूर्वी वापरात असलेली वाळूची घड्याळे, घटिका यंत्रे व छाया यंत्रे ही नेहमीच्या वापरातून नाहीशी झाली आहेत. केवळ कौतुकाचा विषय म्हणून ती बागांत किंवा संग्रहालयांत ठेवलेली असतात. [⟶ कालमापक घड्याळ].
सूर्यछाया घड्याळे केव्हापासून अस्तित्वात आली ते सांगणे कठीण आहे. चिनी लोकांना इ. स. पू. २५०० च्या सुमारास ही माहीत असावीत. ईजिप्तमध्ये इ. स. पू. १५०० या कालातील अशी घड्याळे अजूनही आहेत. अशा प्रकारचे एक घड्याळ बर्लिनच्या संग्रहालयात आहे. ‘आहाजची तबकडी’ नावाच्या एका छाया घड्याळाचा बायबलमध्ये उल्लेख आहे. या ग्रंथात हे घड्याळ इसाइया यांनी हेझेकिया राजाच्या प्रकृतीत सुधारणा होण्यासाठी बॅबिलोनियातून आणले होते, असे सांगितलेले आहे. ग्रीक व रोमन लोक इ. स. पू. ३०० पासून छाया घड्याळे वापरीत. बेरॉसस यांचे अर्धगोल छाया घड्याळ प्रसिद्घ आहे. ईजिप्तमधील काही घड्याळांत एका भिंतीची छाया एका उतरणीवर पडून वेळ समजत असे. अशा घड्याळांवरुन स्पष्ट सौरकाल समजत असे. परंतु ही वेळ १०–१५ मिनिटांच्या फरकाने समजे. चांगल्या घड्याळात १-२ मिनिटांच्या फरकाने वेळ समजण्याची व्यवस्था असे. ऋतुपरत्वे कालमानात फरक होई, त्यामुळे अचूक कालनिदर्शन होत नसे. सॅक्सन काळात म्हणजे सातव्या-आठव्या शतकात इंग्लंडमध्येही ओबडधोबड छाया घड्याळे होती. अथेन्सच्या टॉवर ऑफ वुइंड्स् या मनोऱ्यात छाया घड्याळे आहेत. पंधराव्या व सोळाव्या शतकात इंग्लंड, फ्रान्स व जर्मनी या देशांत अशी घड्याळे करण्याचे अनेक प्रयत्न झाले. सोळाव्या शतकात खिशातील छाया घड्याळे सुद्घा वापरीत असत.
छाया घड्याळ तयार करण्यासाठी एक चौरस फळी किंवा वाटोळी तबकडी व पितळेची किंवा लाकडाची एक लांबट काटकोन त्रिकोणी पट्टी लागते. पट्टीऐवजी सरळ सळई चालते. फळीवर गणितीय पद्घतीने काढलेले आकडे ७-८-९ ………. ४-५-६ असे काढलेले असतात. ज्या ठिकाणी दिवसभर सूर्यप्रकाश पडतो असे ठिकाण घड्याळासाठी निवडावे लागते. फळी एखाद्या चबुतऱ्यावर क्षैतिज पातळीत बसवितात. ध्रुवताऱ्यावरुन तिच्यावर दक्षिणोत्तर रेषा काढतात. पूर्व-पश्चिम रेषाही निश्चित करतात.
फ हा फलक क्षैतिज पातळीत आहे. दअउ ही दक्षिणोत्तर व पूअप ही पूर्व-पश्चिम रेषा दअउ रेषेला लंब आहे. बअक ही त्रिकोणी पट्टी आहे. घड्याळ ज्या ठिकाणी बसवावयाचे त्या ठिकाणच्या अक्षांशाइतका बअक हा कोन असतो. अशी पट्टी फळीला लंब व दअउ या रेषेत बसविल्यावर अब रेषा नेमकी उत्तर ध्रुव बिंदूकडे रोखली जाईल.
वसंत संपाती सूर्य असताना (२१ मार्च) तो क्षितिजाच्या पूर्व बिंदूत ६ वाजता उगवेल व अब बाजूची सावली अप दिशेने पडेल म्हणून अप रेषेवर ६ वाजले असे दाखविले जाईल. सूर्य जसजसा वर येईल तसतशी छाया उत्तरेकडे सरकत जाईल व ७, ८, ९, … … या वेळा दाखविल्या जातील. बारा वाजता सावली अक याच रेषेवर पडेल, त्यानंतर दुपारी छाया पूर्वेकडे सरकत जाईल, व १,२,३, … … या वेळा दाखविल्या जातील आणि सूर्यास्ताच्या वेळी सावली अपू दिशेने पडेल आणि ६ वाजले असे समजेल. २१ मार्च खेरीज विशेषतः दिवस मोठा असतो. त्याकरिता काही तबकड्यांवर २४ तासही दाखविण्यात येतात.
अर्धगोल छाया घड्याळात एका संगमरवरी शिळेत कढईच्या आकाराचा अर्धगोल कोरलेला असतो. गोलाची वरची कड क्षैतिज पातळीत बरोबर राहील अशी ती शिळा पुरलेली असते. या कडेवर उत्तर, दक्षिण, पूर्व व पश्चिम या दिशा दर्शविणाऱ्या खुणा असतात. उत्तर खुणेत एक आडवा खिळा असून त्याचे डोके गोलाच्या मध्यापर्यंत येते. गोलाच्या आतील बाजूस खिळ्याच्या बुडापासून वेळ दाखविणारी बृहद् वृत्ते काढलेली असतात व त्यावर वेळा लिहिलेल्या असतात. या वृत्तांवरुन खिळ्याची सावली सरकत जाईल. सूर्याची क्रांती बदलली तरी स्पष्ट सौरकाल यामुळे दाखविला जाईल.
गोलाकृती छाया घड्याळात एका काचेच्या पोकळ गोलात अपारदर्शक आस (सळई) ठेवलेला असून आसाच्या टोकांतून जाणारी बृहद् वर्तुळे १५–१५ अंशांच्या अंतराने गोलावर काढलेली असतात. आसाला लंब असणारे विषुववृत्तही काढलेले असते. आस पृथ्वीच्या आसाला समांतर ठेवला व एक बृहद् वर्तुळ बरोबर ऊर्ध्वपातळीत ठेवले, तर बरोबर बारा वाजता आसाची सावली या बृहद् वर्तुळावर पडेल व इतर वेळी ती सावली इतर बृहद् वृत्तांवर पडून वेळा दाखवील.
गोलाऐवजी काचेचा पोकळ दंडगोल घेऊन त्याच्या आसाला समांतर अशा १५–१५ अंशांवर रेषा काढतात. याचा आस पृथ्वीच्या आसाला समांतर ठेवला व तो आस अपारदर्शक असला, तर आसाची सावली क्रमाक्रमाने दंडगोलावरील एकेका रेषेवर पडेल. सर्वांत खालच्या रेषेवर दुपारी १२ वाजता सावली पडेल. त्या दृष्टीने प्रत्येक रेषेला वेळ दर्शक आकडे घातलेले असतात. या दंडगोलाचे (१) क्षैतिज पातळीत, (२) उभ्या पूर्व-पश्चिम पातळीत व (३) आसाच्या लंब पातळीत असे छेद घेतले तर तीन निरनिराळ्या प्रकारची छाया घड्याळे मिळतात. (१) हे जमिनीवर ठेवता येईल, (२) हे पूर्व-पश्चिम भिंतीला लावता येईल व (३) हे कोठेही वापरता येईल. कोणत्याही प्रकारात आस दाखविणारी सळई पृथ्वीच्या आसाला समांतरच असली पाहिजे.
खिशात ठेवण्याजोगी छाया घड्याळे ही हौसेने करीत असत. त्यांपैकी एक गोल कड्याच्या स्वरुपात होते. त्यात एका ठिकाणी कड्याला छिद्र पाडून त्यातून सूर्यकिरण जाईल असे ते कडे धरले तर किरण त्यातून येऊन कड्याच्या आतील पृष्ठभागावर पडेल. आतील भागावर निरनिराळ्या महिन्यांकरिता खुणा केलेल्या असतात, त्यावरुन वेळ वाचता येते. कधी फिरते छिद्र योग्य ठिकाणी अगोदर आणून मग एकाच आतील ठराविक वृत्तावर वेळ पाहता येते. अशी किती तरी कड्यांची छाया घड्याळे तयार करण्यात आली आहेत. ती कोणत्याही अक्षांशावर वापरता येतात.
अधिक सोयीच्या एका छाया घड्याळात एका चबुतऱ्यावर कितीही रुंदीची चढती भिंत नेमकी दक्षिणोत्तर बांधलेली असून तिचा चढ नेमका उत्तर ध्रुवबिंदूकडे जातो. म्हणजेच हा चढ ज्या स्थळी ते बसवावयाचे असेल, त्या ठिकाणच्या अक्षांशाइतका कोन क्षैतिज पातळीशी करतो. या भिंतीला मधेच चढत्या पृष्ठाला काटकोनात छेदून चबुतऱ्यापर्यंत पोहोचणारी अशी एक फळी अगर फरशी ठेवलेली असते. या फरशीवर तिच्या दोन्ही बाजूंवर वेळदर्शक आकडे असतात. सूर्य याम्योत्तर वृत्तावर आला असताना भिंतीची सावली पडतच नाही. एरवी भिंतीची सावली फरशीवर पडते व वेळ कळते. २२ मार्च ते २२ सप्टेंबर दरम्यान सावली फरशीच्या उत्तर पृष्ठावर आणि २३ सप्टेंबर ते २१ मार्च दरम्यान सावली दक्षिण पृष्ठावर पडते. या प्रकारच्या घड्याळावरुन विषुवदिन बरोबर कळतात. घड्याळात किती वाजले हे सावलीवरुन दुरुनसुद्घा पाहता येते. फरशीऐवजी जर दुधी काचेसारखी अर्धवट पारदर्शक काच वापरली, तर घड्याळ एकाच बाजूने पाहण्याची सोय होईल.
अशा घड्याळात सौर वेळ दाखविली जाते. कारण सावलीचे सरकणे पृथ्वीच्या गतीवर अवलंबून असते. पृथ्वी सूर्याभोवती विवृत्ताकार कक्षेत फिरत असून सूर्य या विवृत्ताच्या नाभीमध्ये असतो. त्यामुळे सूर्य-पृथ्वी अंतर कमी-जास्त होते व पृथ्वीचा वेगही कमी-जास्त होतो. आपण जी यांत्रिक घड्याळे वापरतो ती मध्यम सौरमानाची असल्यामुळे छाया घड्याळांनी दाखविलेली वेळ मध्यममानाच्या वेळेच्या मागे-पुढे असते. या दोन्हींत जास्तीतजास्त १६ मिनिटांचा फरक पडतो. या फरकाला ⇨ कालांतर संस्करण म्हणतात. स्पष्ट काळात हे संस्करण अधिक अगर वजा केले म्हणजे मध्यममानाची वेळ कळते. १५ एप्रिल, १४ जून, १ सप्टेंबर आणि २५ डिसेंबर या दिवशी दोन्ही वेळा बरोबर जमतात. जास्तीत जास्त कालांतर संस्करण ४ नोव्हेंबरला सु.१६ मि. २४ से. आणि १२ फेब्रुवारीला सु. १४ मि. २० से. असते. कालांतर संस्करण केल्यावर मिळते ती स्थानिक वेळ असते आणि तिच्यात घड्याळाच्या स्थळाच्या रेखांशानुरुप फरक केला, तर प्रमाण वेळ कळते. एकदम प्रमाण वेळच कळणारे छाया घड्याळ बनविता येईल. मात्र कालांतर संस्करण करावेच लागेल.
प्राचीन भारतातसुद्घा काही वेळदर्शक उपकरणे असावीत, हे निश्चित आहे. सूर्यसिद्घांता च्या तिसऱ्या अध्यायाच्या १ ते ७ श्लोकांत शंकू यंत्र कसे करावे, याच्या स्पष्ट सूचना आहेत. जगन्नाथ सम्राट या प्रख्यात ज्योतिर्विदांनी जयप्रकाश यंत्र व सम्राट यंत्र अशी कालदर्शक यंत्रे राजा सवाई जयसिंग यांच्या वेळी केली. तशी यंत्रे जयपूर, दिल्ली, उज्जैन वगैरे ठिकाणच्या जंतरमंतर वेधशाळांत भव्य स्वरुपात आहेत. भास्कराचार्य यांनीही फलकयंत्र हे एक कालदर्शक यंत्र तयार केले होते.
छाया घड्याळांचा आता तसा उपयोग राहिला नाही. चर्च, बागा व शाळा यांमधून शोभेसाठी अशी घड्याळे बसविण्यात येतात. प्रत्येक ठिकाणासाठी ही घड्याळे वेगवेगळी बनवावी लागतात. एकाच अक्षांशावरील कोणत्याही स्थळासाठी एकच घड्याळ हे हलविण्याजोगे असेल तर उपयोगी पडेल परंतु निरनिराळ्या अक्षांशांवर वेगवेगळे घड्याळ बनवावे लागेल. (चित्रपत्र).
पहा : घड्याळ वेधशाळा, ज्योतिषशास्त्रीय.
फडके, ना. ह.
“