Eine Sekunde mehr

Schaltsekunde für exakte Erdzeit

Eine Sekunde mehr

Die Nacht zum 1. Juli war in diesem Jahr eine Sekunde länger als alle anderen Nächte des Jahres. Der Grund dafür ist eine Schaltsekunde. Sie wird eingefügt, weil die Erddrehung den präzisen Atomuhren hinterherhinkt.

Das Jahr 2015 wird um einen Wimpernschlag verlängert. Denn in der ersten Julinacht (01.07.2015) um exakt 01:59:59 Uhr mitteleuropäischer Zeit bekommen wir eine Sekunde zusätzlich. Mit dieser so genannten Schaltsekunde wird kompensiert, dass die Erde für eine Umdrehung ein kleines bisschen länger braucht als 24 Stunden Atomuhrzeit. Die Natur ist also etwas ungenauer, d.h. unregelmäßiger als die Technik. Ohne Schaltsekunde würden die Koordinierte Weltzeit und die astronomische Zeit – also die Sonnenzeit – immer weiter auseinanderklaffen.

Seit dem Jahr 1972 geben Atomuhren an gut 70 nationalen Zeitinstituten die Koordinierte Weltzeit (UTC) vor. Um sie parallel zur Sonnenzeit, also dem Tag-Nacht-Rhythmus der Erdrotation, zu halten, wird in manchen Jahren der letzte Juni- oder der letzte Dezembertag um eine Sekunde verlängert. Durch die Schaltsekunden sei gewährleistet, dass die Atomuhr immer nahe an der natürlichen astronomischen Zeitskala liege, erläutert Friedrich W. Krumm vom Geodätischen Institut der Universität Stuttgart. In diesem Sommer wird der Zeit schon zum 26. Mal eine Schaltsekunde hinzugefügt.

Damit die Differenz nicht zu groß wird

Anfang des Jahres hatte die Differenz zwischen Weltzeit und Sonnenzeit bei 0,5 Sekunden gelegen. "Am 1. Juni betrug der Unterschied 0,65 Sekunden", erklärt Physiker Andreas Bauch von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig. "Wenn man da jetzt nicht eingreifen würde, würde diese Zahl zu stark wachsen", ergänzt er. Durch die in der ersten Julinacht eingefügte Sekunde liege diese Differenz nur noch bei minus 0,35 Sekunden, so Bauch. International vereinbart sei, dass Weltzeit und Sonnenzeit nie mehr als 0,9 Sekunden voneinander abweichen.

Ursache für die allmählich sinkende Umdrehungsgeschwindigkeit unseres Planeten sind die Anziehungskräfte zwischen Erde, Mond und Sonne, die Ebbe und Flut hervorrufen. Die ständige Reibung zwischen Wasser und Land raubt der Erde über die Jahrmillionen hinweg Energie, mit der sie sich um ihre eigene Achse dreht. Zusätzlich können Erdbeben, das Schmelzen der Gletscher und die Massenverteilung in der Atmosphäre im Lauf der Jahreszeiten die Drehgeschwindigkeit der Erde verändern. Außerdem eiert die Erde, ihre Rotationsperiode ist veränderlich. Wird aber die Erde langsamer, dehnen sich die Tage, was sich langfristig bei der Erdzeit bemerkbar macht.

Wo die Sekunde zählt

Was kann man schon mit einer geschenkten Sekunde anfangen? Einmal mit dem Auge zwinkern, und das wars. Doch es passen erstaunlich viele Vorgänge in weniger als eine Sekunde. Sie können über Sieg oder Niederlage, Leben oder Tod entscheiden - und auch über die Liebe.

Symbolbild Wimpernschlag

Ein Wimpernschlag vergeht viel schneller als eine Sekunde. Nur 100 Millisekunden braucht das Augenlid, um sich zu öffnen und wieder zu schließen. Was kann eigentlich in einer Sekunde passieren, wie sie in der Nacht zu Mittwoch (01.07.2015) zusätzlich eingeschaltet wird? Wobei kommt es auf die Sekunde an? Oder gar auf ihre Bruchteile?

Ein Wimpernschlag vergeht viel schneller als eine Sekunde. Nur 100 Millisekunden braucht das Augenlid, um sich zu öffnen und wieder zu schließen. Was kann eigentlich in einer Sekunde passieren, wie sie in der Nacht zu Mittwoch (01.07.2015) zusätzlich eingeschaltet wird? Wobei kommt es auf die Sekunde an? Oder gar auf ihre Bruchteile?

Wenn wir bei sportlichen Wettkämpfen nicht mehr mit bloßem Auge erkennen können, wer als Erster im Ziel ist, wird auf einem Zielfoto die Einlaufreihenfolge dokumentiert. Man spricht von einem "Fotofinish". "Zwischen Gold und Silber liegen oft nur Tausendstel Sekunden", erklärt Physiker Andreas Bauch von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig. Zwischen diesen Millisekunden können allerdings sportliche Welten liegen. Das trifft nicht nur auf Kurzsprints in der Leichtathletik zu, sondern noch weit extremer bei Autorennen, in der Bob-Bahn oder beim Radfahren.

Liebe auf den ersten Blick? Wie lange dauert es tatsächlich, bis wir uns verlieben? "Es dauert weniger als eine Sekunde", erläutert Psychotherapeut Wolfgang Krüger aus Berlin. Die Liebe auf den ersten Blick erfasse uns fast überfallartig, ergänzt der Buchautor. Doch sie habe einen Vorlauf: "Wir haben alle ein Drehbuch der Liebe entwickelt. Dies beinhaltet: Welche Bedürfnisse habe ich in der Liebe, welche Rolle will ich spielen, welche der Partner? Dieses Drehbuch steht fest und wenn ich meine Hauptperson treffe, verliebe ich mich." Krüger vergleicht den Vorgang des Verliebens mit einem Feuerwerk: "Es braucht sehr viel Planung und Vorbereitung und in wenigen Minuten brennt es ab."

Ein Blitzeinschlag, ein zerplatzender Ballon oder eine plötzliche Berührung können uns einen gehörigen Schrecken einjagen. Dabei dauert auch die berühmte Schrecksekunde weniger als eine Sekunde. Wenn wir uns erschrecken, reagiert der Körper mit einem Schutzreflex. Als erstes schließt der Mensch unwillkürlich seine empfindlichen Augen. Dieser Lidschlussreflex setzt schon nach etwa 30 Millisekunden ein, das ist also mehr als 30 mal schneller als die Schrecksekunde. Auch die weiteren Reaktionen laufen blitzschnell ab: Die Schultern werden hochgezogen, um den Nacken zu schützen. So duckt sich der Mensch vor einer möglichen Gefahr. Droht wirklich Lebensgefahr, kann die Blitzreaktion das Leben retten.

Und dann gibt es da noch die eher sprichwörtliche "Millisekunde der Unachtsamkeit" bei Verkehrsunfällen. "Sie kann über Leben und Tod entscheiden", sagt Sprecher Sven Rademacher vom Deutschen Verkehrssicherheitsrat in Bonn. Diese große Gefahr werde von zu vielen Fahrern unterschätzt, die leichtsinnig am Steuer SMS tippten oder anderweitig abgelenkt seien. Wer bei einer Geschwindigkeit von 100 Kilometern pro Stunde für eine Sekunde unachtsam ist, legt rund 27 Meter im "Blindflug" zurück. Das reicht, um auf einer Landstraße gegen einen Baum zu krachen oder in den Gegenverkehr zu geraten. Aber auch schon bei Tempo 50 innerorts sind es in einer Sekunde rund 14 Meter.

Bei der Berechnung des Stromflusses wird mit Mikrosekunden Zeitauflösung gearbeitet, ebenso bei der Bestimmung der Netzwerkbelastung. Wird ein Wert wegen der Schaltsekunde falsch berechnet und als Problem angezeigt, kann nach einer Kettenreaktion die Abschaltung der Leitung folgen. "Das sind automatisierte Entscheidungen, mit denen das Hochspannungsnetz geschützt werden soll", erläutert Physiker Andreas Bauch von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig.

Auch bei der Navigation von Satelliten wird mit Millisekunden Zeitauflösung gearbeitet. "Bei den gewaltigen Bahngeschwindigkeiten würden sie bei einer Sekunde Unterschied schon komplett woanders verortet", erklärt Physiker Bauch.

Kolibris können bis zu 80 mal pro Sekunde mit den Flügeln schlagen. Die zierliche Sonnenstrahlelfe, eine Kolibri-Art, erreicht beim Balzflug sogar 200 Schläge, die sie auf eine Spitzengeschwindigkeit von 95 Kilometer pro Stunde bringt. Geier hingegen zeichnen sich durch den langsamsten Flügelschlag in der Vogelwelt aus. Um ihr Gewicht in der Luft zu halten, müssen sie nur einmal pro Sekunde mit den Flügeln schlagen.

Nächste Schaltsekunde im Jahr 2017?

Sternenbahnen ueber Gebirge, USA, Kalifornien

Die Erde rotiert, doch wir merken nichts davon.

Wann zum Ausgleich eine Schaltsekunde eingefügt wird, entscheidet der Erdrotationsdienst (IERS), der die Atomzeit ständig mit der Erdzeit vergleicht und notfalls korrigiert. "Würde man die Differenz nicht korrigieren, würde die Sonne irgendwann mittags aufgehen", sagt Wolfgang Dick vom IERS-Zentralbüro in Frankfurt am Main - auch wenn das erst in Jahrtausenden einträfe. Wann es die nächste Schaltsekunde gibt, stehe noch nicht fest, sagt Physiker Bauch. Im kommenden Jahr eher nicht, möglicherweise aber im Jahr 2017, so der Experte von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt.

Viele Unternehmen und Institutionen sind sogar froh darüber, dass es nicht jedes Jahr zu einer solchen Zeitumstellung kommt. Denn durch die zusätzliche Sekunde könnte es zu Problemen in Programmen und Computersystemen kommen. "Es ist erstaunlich, was eine kleine Sekunde so anrichten kann", sagt der Braunschweiger Physiker Bauch: "Wenn man die Sekunde in Relation zu typischen menschlichen Handlungen setzt, dann ist eine Sekunde nicht besonders lang." Aber unsere Technik kommt mit einer zweiten 60. Sekunde nicht so gut klar. Denn sie wird in Millisekunden, Mikrosekunden oder sogar darunter getaktet.

Stand: 30.06.2015, 06:00