Um das Jahr 2029 herum müssen Uhren möglicherweise eine Sekunde überspringen – eine sogenannte „negative Schaltsekunde“.
In den nächsten Jahren wird jeder auf der Erde eine Sekunde Zeit verlieren, aber wann genau dies geschieht, wird jetzt durch den vom Menschen verursachten Klimawandel beeinflusst.
Zum ersten Mal in der Geschichte müssen Weltzeitmesser in ein paar Jahren möglicherweise darüber nachdenken, eine Sekunde von unseren Uhren abzuziehen, weil sich der Planet etwas schneller dreht als früher.
Laut einer Studie in der Fachzeitschrift „Nature“ müssen Uhren um das Jahr 2029 herum möglicherweise eine Sekunde überspringen – eine sogenannte „negative Schaltsekunde“.
Ohne globale ErwärmungAllerdings hätte diese Zeitumstellung wahrscheinlich drei Jahre früher im Jahr 2026 stattgefunden.
„Das ist eine beispiellose Situation und eine große Sache“, sagte der Hauptautor der Studie, Duncan Agnew, Geophysiker am Scripps Institution of Oceanography der University of California in San Diego.
„Es ist keine große Veränderung der Erdrotation, die zu einer Katastrophe oder so etwas führen wird, aber es ist etwas Bemerkenswertes. Es ist ein weiterer Hinweis darauf, dass wir uns in einer sehr ungewöhnlichen Zeit befinden.“
Wie beeinflusst die globale Erwärmung die Zeitmessung?
Die negative Schaltsekunde hätte sonst früher kommen müssen globale Erwärmungheißt es in der Studie.
„Wir steuern auf eine negative Schaltsekunde zu“, sagte Dennis McCarthy, pensionierter Zeitdirektor des US Naval Observatory, der nicht an der Studie beteiligt war. „Es ist eine Frage des Zeitpunkts.“
Die Erde beschleunigt sich, weil ihr heißer flüssiger Kern – „eine große Kugel aus geschmolzener Flüssigkeit“ – auf unvorhersehbare Weise wirkt, mit unterschiedlichen Wirbeln und Strömungen, sagte Agnew.
Er fügt hinzu, dass der Kern seit etwa 50 Jahren eine Beschleunigung auslöst, das schnelle Abschmelzen des Eises an den Polen seit 1990 diesen Effekt jedoch überdeckte.
Eisschmelze an beiden Polen der Erde hat aufgrund des vom Menschen verursachten Klimawandels die Rotation des Planeten leicht verlangsamt. Weniger festes Eis im Norden und Süden und das daraus resultierende Schmelzwasser erhöhen den Meeresspiegel und bewegen die Masse des Planeten in Richtung Äquator.
Dies verlangsamt die Rotation, ähnlich wie ein sich drehender Eisläufer langsamer wird, wenn er seine Arme zur Seite ausstreckt, sagte Agnew.
Ohne den Effekt der Eisschmelze bräuchte die Erde nach seinen Berechnungen diese negative Schaltsekunde erst im Jahr 2026 statt im Jahr 2029.
Wie messen wir die Zeit?
Die globale Zeitmessung ist eine komplizierte Situation, die Physik, globale Machtpolitik, KlimawandelTechnologie und zwei Arten von Zeit.
Die Erde braucht etwa 24 Stunden, um sich zu drehen, aber das Schlüsselwort ist ungefähr.
Seit Tausenden von Jahren verlangsamt sich die Geschwindigkeit der Erde im Allgemeinen, wobei die Geschwindigkeit von Zeit zu Zeit schwankt, sagten Agnew und Judah Levine, Physiker für die Zeit- und Frequenzabteilung des National Institute of Standards and Technology.
Die Verlangsamung sei hauptsächlich auf die Wirkung der Gezeiten zurückzuführen, die durch die Anziehungskraft des Mondes verursacht würden, sagte McCarthy.
Dies spielte keine Rolle, bis vor mehr als 55 Jahren Atomuhren als offizieller Zeitstandard übernommen wurden. Diese wurden nicht langsamer.
Dadurch entstanden zwei Versionen von Zeit – astronomisch und atomar – und sie passten nicht zusammen. Die astronomische Zeit fiel jeden Tag um 2,5 Millisekunden hinter die Atomzeit zurück. Das bedeutete, dass die Atomuhr Mitternacht anzeigte und auf der Erde einen Bruchteil einer Sekunde später Mitternacht war, sagte Agnew.
Diese täglichen Sekundenbruchteile summierten sich alle paar Jahre zu ganzen Sekunden.
Ab 1972 beschlossen internationale Zeitmesser, im Juni oder Dezember eine „Schaltsekunde“ für die astronomische Zeit hinzuzufügen, um mit der Atomzeit, der sogenannten koordinierten Weltzeit oder UTC, gleichzuziehen. Anstelle von 11:59 und 59 Sekunden bis Mitternacht würde es eine weitere Sekunde bei 11:59 und 60 Sekunden geben.
Eine negative Schaltsekunde würde von 11:59 und 58 Sekunden direkt auf Mitternacht gehen und 11:59:59 überspringen.
Zwischen 1972 und 2016 kamen 27 separate Schaltsekunden hinzu, als die Erde langsamer wurde. Aber die Geschwindigkeit der Verlangsamung ließ nach.
„Im Jahr 2016 oder 2017 oder vielleicht 2018 hatte sich die Verlangsamungsrate so weit verlangsamt, dass die Erde tatsächlich schneller wurde“, sagte Levine.
Sind diese winzigen Zeitanpassungen erforderlich?
Jahrzehntelang hatten Astronomen die Weltzeit und die astronomische Zeit zusammen mit diesen praktischen kleinen Schaltsekunden gemessen.
Aber Computersystembetreiber sagten, dass diese Ergänzungen angesichts der präzisen Technologie, auf die die Welt jetzt angewiesen ist, nicht einfach seien. Im Jahr 2012 haben einige Computersysteme die Schaltsekunde falsch gehandhabt, was zu Problemen für Reddit, Linux, Qantas Airlines und andere geführt hat, sagten Experten.
„Welche Notwendigkeit besteht für diese rechtzeitige Anpassung, wenn sie so viele Probleme verursacht?“ sagte McCarthy.
Aber Russlands Satellit Da das System auf der astronomischen Zeit basiert, würde die Eliminierung von Schaltsekunden ihnen Probleme bereiten, sagten Agnew und McCarthy. Astronomen und andere wollten das System beibehalten, das immer dann eine Schaltsekunde hinzufügte, wenn sich die Differenz zwischen atomarer und astronomischer Zeit einer Sekunde näherte.
Im Jahr 2022 beschlossen die Zeitnehmer der Welt, ab den 2030er Jahren die Standards für das Einfügen oder Löschen einer Schaltsekunde zu ändern, wodurch die Wahrscheinlichkeit deutlich geringer wird.
Tech-Unternehmen wie Google und Amazon haben einseitig ihre eigenen Lösungen für das Schaltsekundenproblem eingeführt, indem sie über einen ganzen Tag hinweg nach und nach Bruchteile einer Sekunde hinzugefügt haben, sagte Levine.
„Die Kämpfe sind so ernst, weil der Einsatz so gering ist“, sagte Levine.
Fügen Sie dann den „seltsamen“ Effekt des Subtrahierens und nicht des Hinzufügens einer Schaltsekunde hinzu, sagte Agnew. Es sei wahrscheinlich schwieriger, eine Sekunde zu überspringen, da Softwareprogramme darauf ausgelegt seien, Zeit hinzuzufügen und nicht zu verkürzen, sagte McCarthy.
McCarthy sagte, der Trend zur Notwendigkeit einer negativen Schaltsekunde sei klar, aber seiner Meinung nach habe dies eher damit zu tun, dass die Erde durch geologische Veränderungen seit dem Ende der letzten Sekunde runder geworden sei Eiszeit.
Drei weitere externe Wissenschaftler hielten Agnews Studie für sinnvoll und bezeichneten seine Beweise als überzeugend.
Aber Levine glaubt nicht, dass eine negative Schaltsekunde wirklich nötig sein wird. Er sagte, der allgemeine Verlangsamungstrend sei ab Gezeiten gibt es schon seit Jahrhunderten und sie hält an, aber die kürzeren Trends im Erdkern kommen und gehen.
„Dies ist kein Prozess, bei dem die Vergangenheit eine gute Vorhersage der Zukunft ist“, sagte Levine. „Jeder, der eine langfristige Vorhersage über die Zukunft macht, steht auf sehr, sehr wackeligem Boden.“
