Die Drehung der Erde um sich selbst bestimmt unsere Tageslänge: Genau eine Umdrehung entspricht einem Tag und damit rund 24 Stunden. An diesen von der Natur vorgegebenen Takt ist auch unsere Weltzeit angepasst. Dabei aber gibt es einen Haken: Die Rotation der Erde bleibt nicht immer gleich. Sie wird allmählich langsamer und schwankt auch immer ein wenig. Ursache dafür sind Gezeitenkräfte zwischen Erde, Mond und Sonne, aber auch Erdbeben und andere Ereignisse können die Tageslänge ein winziges Bisschen verändern.
Das Problem dabei: Unsere offizielle Weltzeit beruht seit 1967 auf Atomuhren – und diese laufen mit hoher Präzision gleichförmig. Unsere eiernde und lahmende "Uhr der Erde" bleibt dadurch immer weiter hinter den hochgenauen Atomuhren zurück. Würde man stur der Atomzeit folgen, würde sich die Weltzeit dadurch im Laufe der Zeit gegenüber der Tageslänge der Erde verschieben. Im Jahr 1972 beispielsweise hinkte die "Erdzeit" der Zeit der Atomuhren schon um 10 Sekunden hinterher.
Um solche Verschiebungen zu verhindern, werden seit 1972 immer wieder Schaltsekunden in die Weltzeit eingefügt – immer dann, wenn die Zeitmessung der Atomuhren um mehr als 0,9 Sekunden von der per Erdrotation vorgegeben Zeit abweicht. Gemessen wird die astronomische Tageslänge unter anderem mit Hilfe von Radioteleskopen, die die Position und Drehstellung der Erde in Bezug auf Quasare im All bestimmen.
Schaltsekunde in der Silvesternacht
In diesem Jahr ist es wieder soweit: In der Silvesternacht wird eine Schaltsekunde fällig. Sie wird am 31. Dezember 2016 nach 23:59:59 Uhr koordinierter Weltzeit (UTC) eingefügt. Die letzte Minute im alten Jahr hat dadurch 61 Sekunden. Weil Deutschland eine Stunde hinter der Weltzeit liegt, geschieht diese Einfügung nach unserer Zeit erst um 00:59:59 Uhr – also schon im neuen Jahr.
Umstellen müssen wir deswegen aber nichts: Funkuhren, Computeruhren und der Telefonzeitdienst empfangen automatisch Signale, die die Schaltsekunde einfügen. In Deutschland werden diese Signale von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) gesendet. Das Programm des Langwellensenders, über den die PTB die Zeitsignale aussendet, wurde bereits für die Einführung der Schaltsekunde vorbereitet.
Interessant dabei: Die Intervalle, in denen solche Schaltsekunden eingefügt werden, schwanken. Im Durchschnitt dauert es zwar zwischen 500 und 750 Tagen, bis sich eine Sekunde Unterschied zwischen Atomzeit und Erdzeit angesammelt hat. Doch viele kurzfristige Schwankungen überlagern diesen langfristigen Trend.
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Fakt ist: Für unseren Alltag sind die Schaltsekunde und diese Schwankungen kaum relevant – und schon gar nicht spürbar. Doch in der Astronomie oder bei der Satellitennavigation kommt es auf winzigste Zeitdifferenzen an. Denn nur wenn die Atomzeit akkurat auf die Drehung und Position der Erde abgestimmt ist, können die Teleskope auch ihr Ziel präzise anvisieren.
