A observação de que as sombras dos objetos variavam de acordo com a posição do Sol, e o estudo dessa variação, foram fundamentais para que os homem primitivos começassem a marcar a passagem do tempo. O gnômon vertical é um dos mais simples e antigos instrumentos astronômicos. Consiste de uma haste fixada verticalmente no solo, onde se mede a sombra projetada por ele. Quando o Sol nasce e se põe, a sombra do gnômon é grande e aponta para o lado oposto à posição do Sol. Ao meio-dia solar, quando o Sol atinge sua máxima altura no céu, a sombra do gnômon é mínima.
A menor sombra
O gráfico acima mostra o meio dia do solstício de verão no hemisfério sul, numa latitude entre o equador e o trópico de Capricórnio, o que ocorre por volta do dia 21 de dezembro.
Esse ciclo se repete todos os dias, mas se observarmos a sombra do gnômon sempre ao meio-dia solar, será possível perceber que ela varia ao longo do ano. Na maioria das cidades brasileiras, que se situam entre o equador e o trópico de Capricórnio, a sombra projetada pelo gnômon será a menor possível no solstício de verão. Em contrapartida, no solstício de inverno a sombra será a maior do ano.
Os relógios de Sol foram muito utilizados na Grécia e Roma antigas. Durante a Idade Média, eram comuns nas igrejas, especialmente para marcar os momentos das orações. Os mostradores desses relógios raramente marcam intervalos de tempo menores que 15 minutos e vale lembrar que só funcionam durante o dia.
A hora medida pelo relógio de sol nem sempre será igual à do seu relógio de pulso. Em algumas épocas do ano, a hora indicada pelo relógio solar será mais adiantada e, em outras, mais atrasada que a hora marcada pelos relógios convencionais. Essa diferença acontece porque o movimento do nosso planeta em torno do Sol não é uniforme - pode ser mais rápido ou mais lento dependendo da distância Terra-Sol.
A hora medida pelo relógio de sol nem sempre será igual à do seu relógio de pulso. Em algumas épocas do ano, a hora indicada pelo relógio solar será mais adiantada e, em outras, mais atrasada que a hora marcada pelos relógios convencionais. Essa diferença acontece porque o movimento do nosso planeta em torno do Sol não é uniforme - pode ser mais rápido ou mais lento dependendo da distância Terra-Sol.
Outros tipos de relógio do sol: vertical(acima) e horizontal (abaixo). neste último, o gnômon é a própria pessoa, que vê sua sombra marcando a hora.
A rotação terrestre sempre foi o marcador de tempo mais notável na natureza. Ela se traduz no movimento aparente diário do Sol. Todas as manhãs o Sol surge no lado leste do horizonte e no final da tarde desaparece no lado oposto, no oeste. Mesmo quando há nuvens espessas no céu é possível perceber a variação da claridade-escuridão.
A maioria dos animais, incluindo os seres humanos, realiza atividades durante o período claro e dorme no período escuro. Outros animais, entretanto usam essa variação sendo mais ativos à noite, como os morcegos e as corujas.
As posições onde o Sol nasce e se põe no horizonte variam ao longo do ano. Mas, após aproximadamente 365 dias — um ano solar — o Sol volta a nascer no mesmo ponto e reinicia seu ciclo anual. Esta variação marca as estações do ano e constitui a base do nosso calendário.
Stonehenge, localizado no sul da Inglaterra
Monumento constituído por um conjunto de pedras distribuídas em círculo, datado por volta de 3.100 a.C.
Supôe-se que foi erquido com a função de observatório astronômico
Pirâmide de Kukulcan, em Chichen Itza, no México
A construção do monumento, datado do século XII d.C., permite observar, durante diferentes épocas do ano alinhamentos astronômicos correspondentes aos equinócios e solstícios.