Astronomische Zeitnormale

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Aufgrund der Stunden-, Minuten- und Sekundenteilung des mittleren Sonnentages ergab sich die „Sonnensekunde“ als der 86.400ste Teil eines mittleren Sonnentages (1/(24*60*60)). Der mittlere Sonnentag ist dabei eine fiktive Größe, um die jahrperiodischen Tageslängenschwankungen, die sich aus dem leicht elliptischen Lauf der Erde um die Sonne ergeben, über ein Kalenderjahr auszugleichen. Eine formale Definition im Sinne des Internationalen Einheitensystems SI hat es jedoch nie gegeben.

Die auf den Nullmeridian bezogene, astronomisch bestimmte mittlere Sonnenzeit wird Universelle Weltzeit (UT bzw. Universal Time) genannt und ist nach wie vor die Zeitskala, an der die für uns gültige Koordinierte Weltzeit (UTC), die dem Takt der Internationalen Atomzeit (TAI) folgt, mittels Schaltsekunden angepasst wird.

Die Sonnensekunde ist nicht konstant, da die Dauer der Eigenrotation der Erde schwankt und sich dabei langfristig verlangsamt. Zur Zeit nimmt die Tageslänge ab, so dass die gesetzlichen Uhren seit 1972 insgesamt 24 mal von 23:59:59 sofort auf 24:00:00 geschaltet wurden. Um sich von einer Definition zu lösen, die zwangsläufig zu schwankenden Zeitnormalen führen musste, wurde 1956 vom BIPM die SI-Sekunde als Bruchteil des tropischen Jahres definiert. Dadurch leitete sich die Sekunde aus der geometrischen Geschwindigkeit der Sonne vor dem Sternenhintergrund ab, die von Simon Newcomb für einen bestimmten Zeitpunkt in der Vergangenheit bestimmt worden war.

Diese Ephemeridensekunde wurde 1960 von der 11. CGPM als neue Zeiteinheit des SI-Systems ratifiziert, aber bereits sieben Jahre später auf Beschluss der 13. CGPM durch ein atomares Zeitnormal abgelöst, welche nach dem Selbstverständnis der „Hüter der Einheiten“ im Rahmen der Messgenauigkeit wiederum mit der Ephemeridensekunde übereinzustimmen hatte.