Messsysteme: Erdrotation verändert sich. Das stellt Computersysteme weltweit vor ein Problem
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Um unsere Uhren mit der astronomischen Zeit in Einklang zu halten, wurde immer wieder mal eine Schaltsekunde eingefügt. Doch damit soll Schluss sein. Die Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) will die abzuziehende oder zusätzliche Sekunde abschaffen, um für mehr Stabilität zu sorgen. Die finale Bestätigung soll am 15. Oktober im französischen Versailles erfolgen. Worum geht es genau? Die wichtigsten Antworten.
Warum gibt es Schaltsekunden? Unsere Zeitmessung beruht auf zwei verschiedenen Grundlagen. Zum einen gibt es die Koordinierte Weltzeit (UTC). Sie basiert auf der Messung von Atomuhren. Zum anderen gibt es die astronomische Zeit (UT1, Universalzeit), die durch die Erdrotation bestimmt wird. Die Atomuhren liefern eine konstante Zeit. Die Rotationsgeschwindigkeit der Erde hingegen schwankt geringfügig, von Tag zu Tag, von Jahreszeit zu Jahreszeit und von Jahrzehnt zu Jahrzehnt. Das wiederum bedeutet, dass die beiden Zeitskalen leicht voneinander abweichen.
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Um dem entgegenzuwirken, wurde festgelegt, dass UTC und UT1 maximal 0,9 Sekunden voneinander abweichen dürfen. Ist diese Differenz in etwa erreicht, soll jeweils eine Schaltsekunde die Zeiten wieder in Einklang bringen. Das ist seit der Einführung des Verfahrens 1972 genau 27 Mal geschehen, entschieden vom Internationalen Erdrotations- und Referenzsystemdienst (IERS). Zuletzt wurde Ende 2016 eine Schaltsekunde eingefügt.
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Die zusätzliche Sekunde wurde in der Vergangenheit entweder am Ende des 30. Juni oder des 31. Dezember eingeschoben. Diese eine Minute hatte dann 61 statt der üblichen 60 Sekunden.
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Welche Auswirkungen hat eine Schaltsekunde? Für Menschen bleibt sie meist unbemerkt, in Computersystemen kann sie jedoch Störungen verursachen. Auch kritische Infrastruktur wie Energieversorgung, Telekommunikation oder Verkehr braucht laut Generalkonferenz CGPM eine konstante Zeit ohne Anpassungen.
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Warum soll die Entscheidung jetzt fallen? Über sehr lange Zeiträume wird die Erdrotation durch Gezeitenkräfte von Mond und Sonne gebremst. In den vergangenen Jahren allerdings hat sich die Erdrotation laut CGPM leicht beschleunigt.
Es besteht Fachleuten zufolge die Möglichkeit, dass erstmals eine Sekunde abgezogen und nicht hinzugefügt werden müsste, um UTC und UT1 wieder anzugleichen. Diese Situation gab es noch nie und ob der Abzug der Sekunde störungsfrei umgesetzt werden könnte, ist unklar. Die Industrie befürchtet der CGPM zufolge erhebliche technische Vorbereitungen und zusätzliche Kosten.
Laut Generalkonferenz steigt die Wahrscheinlichkeit, dass eine solche Minus-Schaltsekunde in den nächsten Jahren notwendig würde. Um Risiken vorzubeugen, soll die Schaltsekunde deshalb rasch ganz abgeschafft werden – nach bisherigem Vorschlag zum 20. Mai 2027.
Was genau ist geplant?
Die Generalkonferenz schlägt vor, die Schaltsekunde gar nicht mehr zu verwenden, sondern eine kontinuierliche UTC ohne sprunghafte Ein-Sekunden-Korrekturen zu nutzen. Dafür soll die Koordinierte Weltzeit künftig bis zu 3600 Sekunden – also eine ganze Stunde – von der astronomischen Zeit abweichen dürfen. Die Fachleute hoffen, dass die Zeiterfassung so für mehrere Jahrhunderte nicht angepasst werden muss. Dass sie überhaupt eine konkrete Sekundenzahl für die maximal erlaubte Differenz festlegen, liegt daran, dass manche Software einen solchen Maximalwert benötigt.
Wird die Schaltsekunde abgeschafft, werden sich UTC und UT1 nach und nach weiter voneinander entfernen. Die Uhrzeit würde stärker vom Stand der Sonne am Himmel abweichen – für den Alltag wäre das aber noch für lange Zeit bedeutungslos. Und: Schon heute stimmt die gesetzliche Uhrzeit wegen der Breite der Zeitzonen, der geografischen Lage eines Ortes und der Sommerzeit nicht genau mit der örtlichen Sonnenzeit überein.
Auswirkungen könnte die Änderung vor allem für diejenigen haben, die mit der astronomischen Zeit arbeiten – etwa Astronomen oder Fachleute der Geodäsie, der Vermessung der Erdoberfläche.
dpa/vem