Die Weltzeituhr am Berliner Alexanderplatz zeigt die Uhrzeit in verschiedenen Städten der Erde. Ab Mai 2027 gelten neue Regeln für die weltweite Zeitmessung.
Von Stefanie S. Klief
Eine weltweite Zeitumstellung ab 2027? Die Nachricht klingt zunächst, als könnte die seit Jahren diskutierte Abschaffung der Sommerzeit endlich bevorstehen. Tatsächlich geht es um etwas völlig anderes. Die Generalkonferenz für Maß und Gewicht hat beschlossen, künftig auf Schaltsekunden zu verzichten. Damit endet ein Verfahren, mit dem die Weltzeit seit 1972 immer wieder an die Drehung der Erde angepasst wurde. Was für Menschen kaum wahrnehmbar war, bereitete Computersystemen zunehmend Schwierigkeiten. Ab Mai 2027 soll deshalb eine durchgehend gleichmäßige Weltzeit gelten.
Die Welt bekommt eine neue Zeitregel
Gestern haben Fachleute und Regierungsvertreter in Versailles eine Entscheidung getroffen, die nahezu jeden Bereich moderner Technologie betrifft. Die 28. Generalkonferenz für Maß und Gewicht beschloss, die sogenannte Schaltsekunde abzuschaffen.
Ab dem 20. Mai 2027 soll die koordinierte Weltzeit UTC kontinuierlich verlaufen. Zusätzliche Sekunden, mit denen bislang kleinere Abweichungen zwischen Atomuhren und der tatsächlichen Erdrotation ausgeglichen wurden, gehören dann der Vergangenheit an.
Ursprünglich sollte diese Umstellung erst spätestens 2035 erfolgen. Nun haben die Zeitexperten die Entscheidung um mehrere Jahre vorgezogen.
Der Grund liegt nicht darin, dass die Erde plötzlich eine andere Zeiteinteilung benötigen würde. Vielmehr passen die bisher verwendeten Korrekturen immer schlechter zu einer Welt, in der Computersysteme, Satelliten, Stromnetze und Telekommunikation auf eine möglichst gleichmäßige Zeitmessung angewiesen sind.
Für den Alltag hat die Neuregelung zunächst kaum sichtbare Auswirkungen. Weder müssen Menschen am 20. Mai ihre Uhren verstellen, noch wird dadurch die Umstellung zwischen Sommer- und Winterzeit abgeschafft.
Warum die Erde nicht nach der Atomuhr läuft
Ein Tag hat 24 Stunden, eine Stunde 60 Minuten und eine Minute 60 Sekunden. Diese Einteilung erscheint selbstverständlich. Doch die Grundlagen unserer Zeitmessung sind komplizierter.
Ursprünglich orientierte sich die Zeit an der Bewegung der Erde. Ein Tag entspricht näherungsweise einer vollständigen Umdrehung unseres Planeten um seine Achse.
Allerdings dreht sich die Erde nicht vollkommen gleichmäßig.
Die Anziehungskraft von Mond und Sonne, Bewegungen in der Atmosphäre, Veränderungen der Ozeane und Vorgänge im Erdinneren beeinflussen ihre Rotation. Auch langfristige geophysikalische Veränderungen können die Tageslänge geringfügig verändern.
Für das menschliche Empfinden sind diese Unterschiede unbedeutend. Bei hochpräzisen Messungen werden sie jedoch erkennbar.
Moderne Atomuhren arbeiten dagegen mit physikalischen Vorgängen, die sich wesentlich genauer und gleichmäßiger messen lassen. Die Sekunde ist über eine bestimmte Frequenz des Cäsiumatoms definiert.
Damit entstanden zwei unterschiedliche Arten, Zeit zu bestimmen: eine außerordentlich gleichmäßige atomare Zeit und eine astronomische Zeit, die sich an der tatsächlichen Erdrotation orientiert.
Die koordinierte Weltzeit UTC sollte beide miteinander verbinden.
Warum manche Minuten bisher 61 Sekunden hatten
Seit 1972 wurden sogenannte Schaltsekunden verwendet, um UTC in enger Übereinstimmung mit der astronomischen Zeit zu halten. Drohte der Unterschied zu groß zu werden, konnte eine zusätzliche Sekunde eingefügt werden.
Eine Minute dauerte dann ausnahmsweise nicht 60, sondern 61 Sekunden. Auf 23:59:59 Uhr folgte zunächst 23:59:60 Uhr und erst anschließend Mitternacht. Seit Einführung des Systems wurden insgesamt 27 solcher zusätzlichen Sekunden eingefügt. Die letzte Schaltsekunde gab es zum Jahreswechsel 2016/2017.
Das Verfahren sorgte dafür, dass die Abweichung zwischen koordinierter Weltzeit und der durch die Erdrotation bestimmten Zeit weniger als 0,9 Sekunden betrug.
Für Menschen war diese Korrektur praktisch bedeutungslos. Wer an Silvester auf seine Armbanduhr schaute, bemerkte die zusätzliche Sekunde gewöhnlich nicht einmal.
Für Computer war die Situation komplizierter. Denn viele Programme gehen davon aus, dass jede Minute genau 60 Sekunden besitzt. Eine plötzlich eingefügte Sekunde passt nicht ohne Weiteres in diese Logik.
Als eine Sekunde das Internet störte
Welche Folgen das haben kann, zeigte sich im Juni 2012.
Damals verursachte eine Schaltsekunde technische Probleme in zahlreichen Computersystemen. Unter anderem waren die Internetplattformen Reddit und Mozilla betroffen. Auslöser waren Schwierigkeiten in bestimmten Linux-Systemen und darauf laufenden Anwendungen. Prozesse gerieten durcheinander, Rechner wurden stark belastet und einzelne Dienste waren zeitweise nicht erreichbar.
Auch das Reservierungssystem Amadeus, das unter anderem Fluggesellschaften nutzen, wurde beeinträchtigt. In Australien führte dies zu Verzögerungen bei der Abfertigung von Flugreisenden.
Die zusätzliche Sekunde hatte also keine unmittelbare physische Wirkung auf Computer. Das Problem lag vielmehr darin, wie unterschiedliche Programme und Betriebssysteme die ungewöhnliche Zeitangabe verarbeiteten.
Große Technologieunternehmen entwickelten deshalb eigene Verfahren, um solche Störungen zu vermeiden.
Google beispielsweise verwendet eine Technik namens »Leap Smear«. Dabei wird eine Schaltsekunde nicht plötzlich eingefügt, sondern ihre Wirkung über einen längeren Zeitraum verteilt, indem die Systemuhren geringfügig langsamer laufen. Auf diese Weise werden abrupte Zeitsprünge vermieden.
Allerdings entstanden dadurch unterschiedliche Methoden der Zeitkorrektur. Während einige Systeme die Schaltsekunde unmittelbar berücksichtigten, verteilten andere sie über Stunden.
Für weltweit vernetzte Anwendungen ist das problematisch. Sie müssen sich darauf verlassen können, dass Zeitangaben überall nach denselben Regeln entstehen.
Jetzt drohte erstmals eine Sekunde zu verschwinden
Dass die Abschaffung vorgezogen wurde, hat einen weiteren, ungewöhnlichen Grund. In den vergangenen Jahren drehte sich die Erde zeitweise etwas schneller als erwartet. Dadurch entstand die Möglichkeit, dass künftig erstmals eine sogenannte negative Schaltsekunde notwendig werden könnte.
Statt einer Minute mit 61 Sekunden gäbe es dann eine Minute mit nur 59 Sekunden. Eine solche Korrektur wurde seit Einführung der Schaltsekunden noch nie durchgeführt.
Die internationale Metrologieorganisation BIPM verweist in ihrer Resolution auf eine wissenschaftliche Einschätzung, nach der die Wahrscheinlichkeit einer negativen Schaltsekunde bis 2035 auf etwa 30 Prozent steigen könnte.
Für Computersysteme wäre das eine neue Herausforderung.
Eine zusätzliche Sekunde einzufügen, ist technisch bereits kompliziert. Eine Sekunde vollständig aus der laufenden Zeitmessung zu entfernen, könnte noch größere Probleme verursachen. Deshalb entschied sich die internationale Gemeinschaft, die kontinuierliche Weltzeit bereits 2027 einzuführen.
Was sich am 20. Mai 2027 tatsächlich ändert
Die neue Regelung erlaubt künftig eine deutlich größere Abweichung zwischen der astronomischen Zeit und UTC. Bisher lag die Grenze bei 0,9 Sekunden. Ab Mai 2027 darf der Unterschied grundsätzlich bis zu 3.600 Sekunden betragen – also eine Stunde.
Das bedeutet allerdings keineswegs, dass unsere Uhren 2027 plötzlich um eine Stunde von der Sonne abweichen werden. Vielmehr wird ein langfristiger Spielraum geschaffen, innerhalb dessen keine Schaltsekunden mehr erforderlich sind.
Nach Einschätzung der Fachleute dürfte es mehrere Jahrhunderte dauern, bis diese Grenze überhaupt relevant werden könnte. Die Erdrotation wird weiterhin wissenschaftlich überwacht. Astronomen und andere Spezialisten, die genaue Informationen über die Stellung der Erde benötigen, können den Unterschied zwischen atomarer und astronomischer Zeit weiterhin berücksichtigen.
Auch die Definition der Sekunde selbst bleibt zunächst unverändert.
Die internationale Entscheidung verändert also nicht die Länge einer Sekunde, sondern die Regeln, nach denen unsere Weltzeit mit der unregelmäßigen Erdrotation abgeglichen wird.
Und was ist mit der Sommerzeit 2027?
Hier liegt ein besonders naheliegendes Missverständnis.
Die Schaltsekunde hat mit der jährlichen Zeitumstellung zwischen Sommer- und Winterzeit nichts zu tun. Die Sommerzeit ist eine politische Regelung. Sie legt fest, dass die gesetzliche Uhrzeit in bestimmten Monaten um eine Stunde vorgestellt wird.
Die Schaltsekunde dagegen war eine wissenschaftlich-technische Korrektur, um zwei unterschiedliche Methoden der Zeitmessung in Einklang zu halten. Für Deutschland und die übrigen EU-Staaten sind die nächsten Umstellungen bereits festgelegt.
Am 28. März 2027 beginnt die Sommerzeit. Die Uhren werden von 2 auf 3 Uhr vorgestellt. Am 31. Oktober 2027 endet sie wieder, und die Uhren werden von 3 auf 2 Uhr zurückgestellt.
Daran ändert die Entscheidung aus Versailles nichts.
Auch die unterschiedlichen Zeitzonen bleiben bestehen. In New York wird es weiterhin eine andere Uhrzeit geben als in Berlin oder Tokio. Was sich verändert, ist die weltweit zugrunde liegende Zeitmessung.
Eine unsichtbare Grundlage der digitalen Welt
Warum sich Wissenschaftler, Regierungen und große Technologieunternehmen überhaupt so intensiv mit einer einzigen Sekunde beschäftigen, zeigt ein Blick auf die moderne Infrastruktur.
Satellitennavigation, Mobilfunknetze, Stromversorgung und viele digitale Dienste benötigen präzise abgestimmte Zeitangaben.
Satellitensysteme berechnen Positionen mithilfe von Laufzeitunterschieden ihrer Signale. Stromnetze verwenden synchronisierte Messungen, um ihren Zustand zu überwachen. Computersysteme müssen Daten und Ereignisse zeitlich richtig zuordnen können.
Auch Finanzmärkte und elektronische Zahlungssysteme sind darauf angewiesen, dass verschiedene Rechner über eine gemeinsame und verlässliche Zeitbasis verfügen.
Die Schaltsekunde war für diese Anwendungen weniger wegen ihrer Dauer problematisch als wegen ihres unvorhersehbaren Auftretens und der unterschiedlichen technischen Verarbeitung.
Mit der Entscheidung für eine kontinuierliche UTC soll eine seit Jahrzehnten bekannte Fehlerquelle entfallen.
Die neue Regelung beseitigt allerdings nicht sämtliche Probleme der Zeitsynchronisation. Computer müssen weiterhin korrekt konfiguriert, Zeitserver zuverlässig betrieben und unterschiedliche Systeme aufeinander abgestimmt werden.
Trotzdem ist der Schritt für die internationale Infrastruktur bedeutsam. Seit Jahrhunderten versuchen Menschen, ihre Uhren möglichst genau mit den Bewegungen der Himmelskörper in Einklang zu bringen.
Nun erhält die technische Zuverlässigkeit einer gleichmäßig verlaufenden Weltzeit größeres Gewicht als die sekundengenaue Übereinstimmung mit der Erdrotation.
Eine sichtbare Revolution wird daraus nicht entstehen. Niemand wird am 20. Mai 2027 plötzlich eine Stunde verlieren.
Doch hinter den unauffällig weiterlaufenden Uhren verbirgt sich dann eine neue internationale Vereinbarung: Die Zeit soll nicht mehr springen, nur weil sich die Erde ein wenig anders dreht als erwartet.
