4 Raum und Zeit
»Schurken verschiedener Nationalität verstehen einander wortlos.«
– Halldór Laxness (1902–1998)
4.1 Weltzeit *
Zeitmessung und Kalenderwesen zählten zu den wichtigsten Aufgaben der frühen Astronomie. Astronomen beobachteten Sterne, um etwa Prognosen über kommende Ernteperioden abzugeben. Bis zur atomgenauen Zeitmessung war die Zeit durch Beobachtung der Sonne und des Planetenlaufs gegeben. Leider sind die Daten der Planeten nicht eindeutig. Mehrdeutigkeiten gibt es zum Beispiel bei der Definition einer Umdrehung. Ein bekanntes Problem ist die Unvergleichbarkeit von Tag, Monat und Jahr – Inkommensurabilität genannt: Ein Jahr lässt sich nicht präzise durch eine ganze Anzahl von Monaten oder Tagen ausdrücken. Auch ein Monat besteht nicht immer aus einer ganzen Zahl von Tagen. In den unterschiedlichen Lösungen wurden in der Vergangenheit Schaltsekunden[28](Die letzte Schaltsekunde wurde in der Nacht vom 31.12.2008 um 23:59:59 Uhr UTC eingeführt, sodass es 61 Sekunden gab. Schaltsekunden führen zu einer lästigen Synchronisation der Zeiten, weshalb ihre Abschaffung diskutiert wird.) und Schaltjahre eingeführt, um die sich verlangsamende Erdumlaufzeit mit der festen Atomzeit TAI abzugleichen. Dies führte zu einer Vielzahl von Zeitskalen und Kalendern. Eine bekannte Zeitskala ist die Sternzeit[29](Mit der Sternzeit aus Star Trek hat das wenig zu tun. In den alten Folgen gab es auch eine andere Deutung als in den neuen – die Sternzeiten von Raumschiff Enterprise bezogen sich damals lediglich auf die Länge der Mission eines Schiffs. Ab TNG (und auch in DS9 und VOY) setzt sie sich aus fünf Stellen und einer Nachkommastelle zusammen; ein Jahr besteht dann aus 1.000 sogenannten Stardate-Einheiten. Da es keine Schalttage gibt, wurde jeder Tag ein bisschen verlängert.), die sich aus der Umdrehung der Erde gegenüber dem Hintergrund der in großer Entfernung stehenden Sterne ableitet. Ein wichtiger Begriff für Astronomen ist der Meridian. Er ist der vom Erdmittelpunkt aus auf die Himmelskugel projizierte Längenkreis des Beobachtungsorts. Die dadurch gebildete Zeit ist ortsabhängig. Um auf eine weltweit einheitliche Sternzeit zu kommen, erklärte eine Kommission 1884 den Meridian von Greenwich zum Nullpunkt und definierte die so erhaltene Zeitskala als Greenwich Mean Sidereal Time (GMST). Alle anderen Zeiten berechnen sich durch eine relativ einfache Formel aus der Greenwich-Zeit. Mit der Zeit ergaben sich unterschiedliche Bedeutungen der GMT, und 1928 wurde die Universal Time (UT) als Ersatz für die Greenwich Mean Time eingeführt. Die Zeit nach UT basiert ebenfalls auf astronomischen Beobachtungen und ist mit dem mittleren Sonnentag, bezogen auf den Nullmeridian von Greenwich, gleichzusetzen. Aufgrund der Erdrotation, die sich ständig verlangsamt, ist UT keine Konstante.
Da die rein aus astronomischen Beobachtungen abgeleiteten Zeiteinheiten nicht mehr reichten, wurde 1968 die koordinierte Weltzeit (UTC) eingeführt, insbesondere seit 1956 die SI-Sekunde nicht mehr an die Erdrotation gekoppelt ist. UTC ist eine Kombination aus der astronomischen UT und der internationalen Atomzeit TAI (Temps Atomique International). Die TAI-Messungen basieren auf einer Atomuhr, und somit sind die erdbedingten Verschiebungen nicht berücksichtigt. So werden Schaltsekunden in bestimmten Jahresabständen am 31. Dezember oder 30. Juni eingeführt, die die wechselnde Geschwindigkeit der Erdrotation ausgleichen.
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