Atomuhren: Die Hüter der Zeit

Die Väter der französischen Revolution wollten nach dem Höchsten greifen – der Herrschaft über die Zeit. Wer die Zeit bestimmt, hat Macht über die Menschen. Nach dem Sturm auf die Bastille schrieben die Revolutions-Parlamentarier kurzerhand den Kalender um. Das neue „Zeitalter der Menschheitsgeschichte“ brauchte eine neue Rechnung. Ab dem 5. Oktober 1793 hatte die Woche zehn Tage, jeder Tag zehn Stunden mit 100 Minuten. Jede Minute bestand aus 100 Sekunden. Der vom Vatikan festgelegte Kalender mit seiner kirchlichen Tradition sollte für immer geschlossen werden, christliche Feiertage wurden abgeschafft. Doch das französische Volk wollte sich dem neuen Zeitdiktat nicht beugen. Deshalb trat am 1. Januar 1806 auf Geheiß Napoleons der alte gregorianische Kalender wieder in Kraft. Tradition, Gewohnheit und die Zuverlässigkeit der Natur waren stärker als staatlich verordnete Zeiteinheiten. Das hat sich auch im Zeitalter der Atomuhren nicht geändert. Diese Technikwunder sind genauer als der Lauf des Universums.

Die Atomuhr: Zuverlässiger als das Universum

Am 6. Dezember 1946 präsentierte das National Bureau of Standards in den USA die erste Atomuhr der Welt – entwickelt von Harold Lyons. Damals wie heute sorgen Cäsium-Atome für den richtigen Takt – mit neun Milliarden Schwingungen pro Sekunde. Eine normale Quarzarmbanduhr schafft nur 32.768. Doch die Atomuhr läuft genauer als das Universum. In 35 Millionen Jahren weicht der Cäsiumzeitmesser nur eine Sekunde von der „perfekten“ Zeit ab. Die Erde dagegen dreht wesentlich weniger zuverlässig.

Die Abweichung der irdischen Zeit von der Idealzeit kann in einem Jahr bis zu einer Sekunde betragen. Das liegt daran, dass die Erde keine perfekte Kugel ist und mit leicht variierender Geschwindigkeit rotiert. Gründe: Flüssige Erdbestandteile wie Magma und die Ozeane verlagern ihren Masseschwerpunkt. Großräumige Wetterphänomene mit Stürmen und starken Meeresströmungen sowie Erd- und Seebeben bremsen die Bewegung der Erde oder beschleunigen sie. Selbst die sommerliche Blätterpracht an den Bäumen – so spekulieren Wissenschaftler – kann die Drehgeschwindigkeit beeinflussen. Damit die Sonne auch künftig zur gewohnten Zeit auf- und untergeht, muss die überkorrekte Atomuhr der irdischen Ungenauigkeit angepasst werden.

Die Atom-Weltzeit

Seit 1971 gibt es eine Atom-Weltzeit. Sie wird vom Internationalen Büro für Maß und Gewicht in Paris koordiniert und in Deutschland von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) ermittelt. Die genauesten Uhren der Welt arbeiten vernetzt.

Eine Sekunde mehr 2017

In der Nacht zum 1. Januar 2017 wurde der Weltzeit erneut eine Sekunde eingefügt – die 27. Schaltsekunde seit 1972. Genau: am 31. Dezember 2016 nach 23:59:59 Uhr UTC, in Deutschland setzte die PTB die Schaltsekunde im neuen Jahr nach der hier geltenden Zeit um 00:59:59 Uhr in ihre Zeitsignale ein.

Für den Menschen ist so viel Genauigkeit unvorstellbar, doch Maschinen brauchen sie. Kopplungsmanöver im All, Entfernungsmessungen zu anderen Sonnensystemen, genaue Navigation auf den Weltmeeren oder auch die Synchronisation von Computern und Fernsehsignalen, GPS- und Handy-Netze sind von der zuverlässigen Atomzeit abhängig. Und für die High-tech der Zukunft ist auch dieser Takt noch zu ungenau. Physiker aller Welt arbeiten an genaueren Zeitmessmaschinen.

Dieser Text ist eine modifizierte Version eines Artikels, der 2006 im „ASTRA TECH DENTAL MAGAZIN“ erschien (Magazin der Astra Technik Dental, die seit 2013 gemeinsam mit DENTSPLY Friadent unter DENTSPLY Implants firmiert).

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