Inhalt

Wer hat an der Uhr gedreht?

Martin Horazdovsky
Montag, 16. Januar 2012, 7:29 Uhr

Vom 16. bis zum 20. Januar treffen sich die Herren der Zeit an der «Radiocomunication Assembly» in Genf. Dabei ist auch das Schicksal der Schaltsekunde traktandiert. Schaltsekunde? Nein, es geht hier nicht um einen Verschreiber: Die Schaltsekunde gibt es wirklich und sorgt nun für eine fast philosophische Diskussion.

Bild

Mehr zum Thema

Artikel bewerten

  • Durchschnittliche Bewertung: 4
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Artikel teilen

Die Schaltsekunde ist die unbekanntere Schwester des Schaltjahres. Beim Schaltjahr wird in der Regel (genaue Definition siehe Kasten) alle vier Jahre der 29. Februar eingeschoben. Die Schaltjahre mussten eingeführt werden, weil ein kompletter Umlauf der Erde um die Sonne nicht exakt 365 Drehungen entspricht und so muss dies mit dem Schalttag alle vier Jahre korrigiert werden. Ohne diese Korrektur würden sich die Jahreszeiten allmählich verschieben.

Anderen Ursprunges sind die Schaltsekunden. Hierbei geht es  prinzipiell um die astronomische Zeit und den Einfluss der Rotation der Erde. Schaltsekunden müssen in unregelmässigen Abständen eingefügt werden, um die koordinierte Weltzeit mit der astronomischen Zeit in Einklang zu bringen.

Die Sekunde (s) ist das 9‘192‘631‘770-fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids Cäsium 133 entsprechenden Strahlung.
Definition Bundesamt für Metrologie METAS

In der heutigen Zeit ist eine genaue Zeitangabe wichtig. Jeder Computer, jedes Handy und jedes Navigationsgerät sind von der präzisen Zeit abhängig. Weltweit vernetzte Computer, weltweite Finanztransaktionen und vieles mehr sind auf einen präzisen Taktschlag der Uhren angewiesen. Daher gab es schon früh das Bestreben die Zeit international zu vereinheitlichen.

Laut der traditionellen Definition ist eine Sekunde der 86‘400ste Teil eines mittleren Sonnentages. Die Rotation der Erde ist aber nicht exakt und bremst oder beschleunigt die Dauer eines Tages. Aus diesem Grund wurde zum einen die Definition der Sekunde nicht mehr aus astronomischer Sicht festgelegt. Somit wurde 1967 die Sekunde durch die Dauer des Zerfalls des Cäsiumatoms definiert.

Zum anderen wurde 1972 die koordinierte Weltzeit (UTC) eingeführt. Dies ist eigentlich die internationale Atomzeit, welche vom Internationalen Büro für Mass und Gewicht (Bureau International des Poids et Mesures, BIPM) in Paris auf deren Genauigkeit überwacht wird.

Definition der gebräuchlichsten Zeitskalen

UT0 Astronomische Weltzeit: Als Zeiteinheit von UT0 dient die mittlere Dauer eines Sonnentages, wie sie im Observatorium von Greenwich (nullter Längengrad) gemessen wird.

UT1 Bestimmt man UT0 an verschiedenen Orten auf der Erde, so stellt man Unterschiede fest, die durch Bewegungen der Erd-Rotationsachse hervorgerufen werden. Wird UT0 um diese Effekte korrigiert, so erhält man UT1.

TAI Internationale Atomzeitskala: TAI basiert auf der atomaren Definition der Sekunde und wird vom Bureau International des Poids et Mesures aus den Daten von ca. 250 Cäsium-Uhren aus ca. 45 über die ganze Welt verteilten Zeitlaboratorien erarbeitet und verteilt.

UTC Koordinierte Universalzeit: Die Zeitskala UTC basiert wie TAI, auf der atomar definierten Sekunde und ist mit der astronomischen Zeitskala UT1 über eine bestimmte Beziehung verknüpft. Quelle: METAS

Und hier kommt nun die Schaltsekunde ins Spiel. Weil man nach wie vor eine möglichst genaue Übereinstimmung zwischen der astronomischen und der koordinierten Weltzeit haben möchte, wird die koordinierte Weltzeit (Atomzeit) um eine Sekunde angepasst, sobald der Unterschied mehr als 0,9 Sekunden beträgt. Die Anpassungen erfolgen aber nicht einem bestimmten Schema. Und so wurde bis anhin die Weltzeit UTC insgesamt 24 Mail angepasst.

Zaghafte Kritik der ITU-Mitglieder

Die Neu-Kalibrierung der UTC erfolgte meistens an Silvester. Dabei wird um 23:59:59 Uhr noch eine 60. Sekunde eingefügt, sodass vor Mitternacht – 00:00:00 Uhr – noch die Zeit 23:59:60 Uhr eingeschoben wird. Eine Anpassung kann ebenfalls im Sommer am 30. Juni zur gleichen Zeit erfolgen. Ein solcher Einschub ist für dieses Jahr geplant und so wird am kommenden 30. Juni um 23:59:59 Uhr die Schaltsekunde eingelegt. Diese Korrekturen stellen sicher, dass in ferner Zukunft die Sonne nicht während der Mittagszeit untergeht.

Bild Eine Person mit einer Armbanduhr und Manchettenknopf.
Mann oder Frau von der Strasse richten sich meist nach einer mehr oder weniger exquisiten Armbanduhr. Diese Genauigkeit genügt. reuters

Doch dieses selbstauferlegte Diktat wird immer wie mehr kritisiert und bei der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) werden Stimmen laut, die eine Abschaffung der Schaltsekunden fordern. Laut Damien Scherrer vom Bundesamt für Kommunikation (BAKOM), der die Schweiz auch bei der «Radiocomunication Assembly» vertreten wird, könne bei den 192 ITU-Mitgliedern eine Tendenz zur Abschaffung festgestellt werden. «Bei der letzten Umfrage sind 16 Antworten von den 192 Staaten zurückgekommen: 13 waren für die Abschaffung der Schaltsekunde und 3 dagegen», erklärte Scherrer zu «SF Online».

Bündel an Fehlern ist klein

Die Schaltsekunde wurde 1972 zusammen mit der koordinierten Weltzeit UTC eingeführt. Bereits zu diesem Zeitpunkt wurde eine Art «Marschhalt» eingelegt, und die Zeitberechnung begann damals von neuem. Somit sei die Gefahr, dass man Vorlauffehler aus Zeiten wie zum Beispiel der Einführung des Gregorianischen Kalenders mitnimmt, sehr klein. Dies erklärt Christian Schlunegger vom METAS. Auch wenn die heutige UTC-Zeit auch schon 40 Jahre alt ist, ist die Fehlerquote sehr klein. Man rechnet, dass die Atomzeit in 30 Milliarden Jahren eine Sekunde abweichen wird.

Argumente für eine Abschaffung der Schaltsekunde gibt es viele. Viele Experten sind sicher der Meinung, dass ein alter Zopf endlich abgeschnitten werden sollte. Auch viele Geräte und technische Einrichtungen haben mit der Schaltsekunde ihre Mühe. Die nach UTC funktionierenden Geräte können die Schaltsekunde schlecht implementieren. So habe beispielsweise ein russisches Satellitennavigationsgerät im Dezember 2005 nach der Einführung der Schaltsekunde minutenlang nicht funktioniert, berichtete die «Neue Zürcher Zeitung». Und nicht zuletzt befürchten Experten eine gewisse Verwechslung der verschiedenen alten und neuen Zeit-Formate, wie GPS-Zeit.

Kein Unterschied für «Otto Normalverbraucher»

Gegner der Abschaffung sind vor allem China und Grossbritannien – zusammen mit Kanada sind dies die drei oben erwähnten Kritiker. Dies ist historisch bedingt. So hat China eine grosse Tradition in der Astronomie und will so die Zeitberechnung nach den Sternen nicht ganz aufgeben. Auch das Vereinigte Königreich hält an einer altehrwürdigen Einrichtung fest – der Greenwich Mean Time. So wurde Jahrzehnte lang die Zeit anhand der Sonne gemessen, die zur Mittagszeit den Nullmeridian über der Sternwarte von Greenwich überquerte. Zudem will sich die traditionelle Seefahrernation nicht ganz von der Sternen-Navigation verabschieden.

Die Schweiz bleibt neutral

In der Frage, ob die Schaltsekunde abgeschafft werden soll oder nicht, will sich die Schweiz vorerst nicht äussern. Dies bestätigt Damien Scherrer vom Bundesamt für Kommunikation. Da die Experten im METAS ihre Arbeit mit beiden Szenarien fortführen könnten, haben die Schweizer Behörden vorerst keine Meinung zu der Debatte. «Das bedeutet aber nicht, dass wir einfach neutral sind», betont Scherrer weiter. Würden die Wissenschaftler von METAS irgendwo Probleme entdecken, würde sich die Schweiz in die Diskussion einmischen.

Aber auch Experten warnen vor einer überstürzten Abschaffung. Bis anhin sorgte die Umstellung der Uhren für kaum nennenswerte Probleme. Auch für «Otto Normalverbraucher» hat die Schaltsekunde kaum Einfluss, wenn man bedenkt, dass ein Verzicht auf die Schaltsekunde erst in 550 Jahren einen Unterschied zwischen der atomaren und der astronomischen Zeit von einer Stunde aufweisen würde. Dies bestätigt auch das Bundesamt für Metrologie (METAS).

Im normalen täglichen Gebrauch der Zeit fällt die Schaltsekunde kaum ins Gewicht, wie Christian Schlunegger vom METAS «SF Online» erklärte. Heutzutage wird die Zeit meist von der Armbanduhr, einer öffentlichen Uhr oder vom Handy abgelesen. «Hier spielen dann Sekunden kaum eine Rolle und der Einfluss ist gleich Null», sagte Schlunegger weiter.

Bild Personen mit Armbanduhren.
In der Finanzwirtschaft heisst es oft «Time is monney». Daher richten sich zum Beispiel Börsen nach der UTC. reuters

 

Anders ist es selbstverständlich im professionellen Bereich, in dem es um Sekundenbruchteile geht. Doch auch hier kann mit oder ohne der Schaltsekunde gerechnet werden. «Beide Szenarien hat man im Griff», erklärte Schlunegger. Daher kann es gut sein, dass an der «Radiocomunication Assembly» der Entscheid über die Abschaffung der Schaltsekunde verschoben wird. Somit kommt es kaum zu einer Neudefinition der Zeit und die Uhren können ruhig weiterticken.

Die Regeln für Schaltjahre des Gregorianischen Kalenders

Regel 1: Jahre, deren Jahreszahl durch 4, aber nicht durch 100 teilbar ist, sind Schaltjahre mit 366 Tagen.

Regel 2: Bei Jahren, deren Jahreszahl durch 100 teilbar ist, nicht aber durch 400, wird kein Schalttag eingeführt.

Regel 3: Ist die Jahreszahl durch 400 teilbar, ist das Jahr ein Schaltjahr

Beispiele zur Verdeutlichung der Regeln:

•   1884, 1972 und 2004 waren Schaltjahre nach Regel 1.

•   1900 gab es gemäss Regel 2 keinen 29. Februar.

•   2000 schliesslich war ein Schaltjahr, da Regel 3 zur Anwendung kam.

Quelle: METAS

Kommentare aktiv...

P. Bollschweiler, Zürich

Verfasst am: 16.1.2012 15:05

Uhrzeit

Diesen Artikel finde ich interessant,doch ob... mehr

Zustimmen — 39 Leser sind auch dieser Meinung.
Ablehnen — 5 Leser sind anderer Meinung.

Heiklen Inhalt melden antworten

P. Ganz

Verfasst am: 16.1.2012 8:58

Schaltsekunde

Das würde bedeuten,dass in über 3000 Jahren die... mehr

Zustimmen — 52 Leser sind auch dieser Meinung.
Ablehnen — 11 Leser sind anderer Meinung.

Heiklen Inhalt melden antworten

I. Ndlovu, Mbombela/NST
(Igwenya Mann)
Verfasst am: 16.1.2012 8:05

Na, die Zeit ist ...

...einstellbar.. aber nichtsdestotrotz veraendern... mehr

Zustimmen — 42 Leser sind auch dieser Meinung.
Ablehnen — 26 Leser sind anderer Meinung.

Heiklen Inhalt melden antworten

Dieser Artikel wurde archiviert. Die Kommentarmöglichkeit wurde deshalb deaktiviert. Vielen Dank für Ihr Interesse.