Aus der Schaltsekunde für Uhren beschlossen

Zeitmessung

Aus der Schaltsekunde für Uhren beschlossen

Die Schaltsekunde hat präzise Atomuhren mit der unregelmäßigen Erdrotation in Einklang gehalten. Für Computersysteme aber war sie eine Herausforderung. Was heißt es, dass sie bald Geschichte ist?

Die Schaltsekunde wird abgeschafft. Die Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) hat in Versailles bei Paris entschieden, dass ab dem 20. Mai 2027 eine fortlaufende Koordinierte Weltzeit (UTC) gelten soll. Bisher wurde immer wieder mal eine Schaltsekunde eingefügt, um unsere Uhren mit der astronomischen Zeit in Einklang zu halten. Mit der Entscheidung will die CGPM für mehr Stabilität sorgen.

Bei der Zeitmessung gibt es zwei verschiedene Grundlagen. Die UTC basiert auf der Messung von Atomuhren. Die astronomische Zeit (UT1, Universalzeit) wird durch die Erdrotation bestimmt. 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.

Um die Zeiten möglichst gleich zu halten, galt bisher, dass UTC und UT1 maximal 0,9 Sekunden voneinander abweichen dürfen. War die Differenz erreicht, wurde eine Schaltsekunde eingefügt. 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. 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.

Künftig soll die Koordinierte Weltzeit nach Entscheidung der Generalkonferenz bis zu 3.600 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. Die Konferenz hat sich für diesen Schritt entschieden, weil die Sekunde für Menschen zwar meist unbemerkt bleibt, in Computersystemen aber Störungen verursachen kann. Auch kritische Infrastruktur wie Energieversorgung, Telekommunikation oder Verkehr braucht laut CGPM eine konstante Zeit ohne Anpassungen.

Schon in der Vergangenheit war über ein Aus der Schaltsekunde diskutiert worden. Dass die CGPM sich nun schon früher als einst angedacht für diesen Schritt entschied, liegt daran, wie die Erdrotation sich zuletzt verändert hat. Über sehr lange Zeiträume wird diese durch Gezeitenkräfte von Mond und Sonne gebremst. In den vergangenen Jahren allerdings hat sich die Erdrotation laut CGPM leicht beschleunigt.

Laut Fachleuten bestand dadurch 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, war unklar.

Die Industrie befürchtete der CGPM zufolge erhebliche technische Vorbereitungen und zusätzliche Kosten. Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass es eine solche Minus-Schaltsekunde in den kommenden Jahren braucht, war laut Generalkonferenz gestiegen.

Auswirkungen könnte die Änderung vor allem für diejenigen haben, die mit der astronomischen Zeit arbeiten – etwa Wissenschaftler oder Fachleute der Geodäsie, der Vermessung der Erdoberfläche.