Der Schaltsekunde steht das Aus bevor: Was genau ist geplant?

Zeitmessung

Der Schaltsekunde steht das Aus bevor

Schaltsekunden gleichen Unterschiede zwischen der unregelmäßigen Erdrotation und unseren präzisen Atomuhren aus. 27 Mal wurde bisher eine eingefügt, zuletzt 2016 – es dürfte die letzte gewesen sein.

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?

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.

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.

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.

Für Menschen bleibt sie meist unbemerkt, in Computersystemen kann sie jedoch Störungen verursachen. Auch kritische Infrastruktur wie Energieversorgung, Telekommunikation oder Verkehr brauchen laut Generalkonferenz CGPM eine konstante Zeit ohne Anpassungen.

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.

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 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. Dass sie überhaupt eine konkrete Sekundenzahl für die maximal erlaubte Differenz festlegen, liegt daran, dass manche Software einen solchen Maximalwert benötigt.