Eine sich schneller drehende Erde könnte Zeitmesser dazu veranlassen, den Weltuhren eine Sekunde abzuziehen

(SeaPRwire) –   Die sich drehende Erde bedroht unser Zeitgefühl, Uhren und die computerisierte Gesellschaft auf beispiellose Weise – aber nur für eine Sekunde.

Zum ersten Mal in der Geschichte könnten die weltweiten Zeitmesser in einigen Jahren erwägen, eine Sekunde von unseren Uhren abzuziehen, weil sich der Planet etwas schneller dreht als früher. Uhren müssten möglicherweise eine “negative Schaltsekunde” – einen Sekundenübersprung – um das Jahr 2029 einführen, sagte eine Studie in der Zeitschrift Nature am Mittwoch.

“Dies ist eine beispiellose Situation und ein großes Ding”, sagte Studienleiter Duncan Agnew, Geophysiker an der Scripps Institution of Oceanography an der University of California, San Diego. “Es ist keine große Änderung in der Erdrotation, die zu einer Katastrophe oder etwas führen wird, aber es ist schon bemerkenswert. Es ist noch ein weiterer Hinweis darauf, dass wir in einer sehr ungewöhnlichen Zeit leben.”

Das Abschmelzen des Eises an beiden Polen der Erde hat die beschleunigte Drehung des Planeten bisher um etwa drei Jahre verzögert, sagte Agnew.

“Wir steuern auf eine negative Schaltsekunde zu”, sagte Dennis McCarthy, ehemaliger Direktor für Zeitmessung des US Naval Observatory, der nicht an der Studie beteiligt war. “Es ist nur eine Frage des Wann.”

Es ist eine komplizierte Situation, die Physik, globale Machtpolitik, Klimawandel, Technologie und zwei Zeitsysteme betrifft.

Die Erde benötigt etwa 24 Stunden für eine Umdrehung, aber das Schlüsselwort ist “etwa”.

Seit Tausenden von Jahren hat sich die Erde in der Regel verlangsamt, wobei sich die Geschwindigkeit manchmal änderte, sagten Agnew und Judah Levine, ein Physiker für die Zeit- und Frequenzabteilung des National Institute of Standards and Technology.

Die Verlangsamung wird hauptsächlich durch die Gezeitenkräfte verursacht, die durch die Anziehung des Mondes entstehen, sagte McCarthy.

Dies war nicht von Bedeutung, bis Atomuhren 1955 als offizieller Zeitstandard eingeführt wurden. Diese verlangsamten sich nicht.

Das etablierte zwei Zeitsysteme – astronomische und atomare Zeit – und sie stimmten nicht überein. Die astronomische Zeit fiel hinter der atomaren Zeit um 2,5 Millisekunden pro Tag zurück. Das bedeutete, dass die Atomuhr Mitternacht anzeigte, während es auf der Erde noch eine Sekundenbruchteil später Mitternacht war, sagte Agnew.

Diese täglichen Sekundenbruchteile summierten sich alle paar Jahre zu ganzen Sekunden auf. Ab 1972 beschlossen internationale Zeitmesser, im Juni oder Dezember eine “Schaltsekunde” hinzuzufügen, damit die astronomische Zeit zur atomaren Zeit, der Koordinierten Weltzeit (UTC), aufschließen konnte. Anstatt von 11:59:59 Uhr auf Mitternacht umzuschalten, gab es eine weitere Sekunde um 11:59:60 Uhr. Eine negative Schaltsekunde würde von 11:59:58 Uhr direkt auf Mitternacht umstellen, ohne 11:59:59 Uhr.

Zwischen 1972 und 2016 wurden 27 separate Schaltsekunden hinzugefügt, da sich die Erde verlangsamte. Aber die Verlangsamungsrate flachte ab.

“2016 oder 2017 oder vielleicht 2018 hatte sich die Verlangsamungsrate so weit abgeflacht, dass sich die Erde tatsächlich beschleunigte”, sagte Levine.

Die Erde beschleunigt sich, weil ihr heißer flüssiger Kern – “ein großer Ball flüssigen Materials” – sich auf unvorhersehbare Weise bewegt, mit Wirbeln und Strömungen, die variieren, sagte Agnew.

Agnew sagte, der Kern habe die Beschleunigung seit etwa 50 Jahren ausgelöst, aber die rapide Schneeschmelze an den Polen seit 1990 diesen Effekt maskiert habe. verschiebt die Masse der Erde von den Polen zum aufgeblähten Zentrum, was die Drehung ebenso verlangsamt wie ein sich drehender Eiskunstläufer, der die Arme seitwärts streckt, um zu verlangsamen, sagte er.

Ohne den Effekt der schmelzenden Polkappen hätte die Erde laut Agnews Berechnungen bereits 2026 eine negative Schaltsekunde benötigt, anstatt 2029.

Jahrzentelang hielten Astronomen die universelle und astronomische Zeit mit diesen praktischen Schaltsekunden zusammen. Aber die Systembetreiber sagten, dass diese Zusätze für die präzise Technologie, auf die die Welt jetzt angewiesen ist, nicht einfach sind. 2012 führten einige Computersysteme den Schaltsekundenfehler herbei und verursachten Probleme für Reddit, Linux, Qantas Airlines und andere, sagten Experten.

“Was ist der Grund für diese Zeitanpassung, wenn sie so viele Probleme verursacht?”, sagte McCarthy.

Aber das russische Satellitensystem basiert auf der astronomischen Zeit, so dass die Abschaffung der Schaltsekunden Probleme verursachen würde, sagten Agnew und McCarthy. Astronomen und andere wollten das System beibehalten, das immer dann eine Schaltsekunde einfügt, wenn der Unterschied zwischen atomarer und astronomischer Zeit fast eine Sekunde beträgt.

Im Jahr 2022 beschlossen die weltweiten Zeitmesser, dass sie ab den 2030er Jahren die Standards für die Einfügung oder Streichung einer Schaltsekunde ändern würden, was es viel unwahrscheinlicher macht.

Technologieunternehmen wie Google und Amazon führten eigenmächtig ihre eigenen Lösungen für das Schaltsekundenproblem ein, indem sie die Sekundenbruchteile über den gesamten Tag verteilt hinzufügten, sagte Levine.

“Die Kämpfe sind so ernst, weil es um so kleine Dinge geht”, sagte Levine.

Dann kommt noch der “merkwürdige” Effekt hinzu, eine Sekunde nicht hinzuzufügen, sondern abzuziehen, sagte Agnew. Es wird wahrscheinlich schwieriger sein, eine Sekunde zu überspringen, da Softwareprogramme so konzipiert sind, Zeit hinzuzufügen, nicht abzuziehen, sagte McCarthy.

McCarthy sagte, der Trend in Richtung einer negativen Schaltsekunde sei klar, aber er denke, dies habe mehr mit der zunehmenden Rundung der Erde durch geologische Verschiebungen seit dem Ende der letzten Eiszeit zu tun.

Drei andere externen Wissenschaftler sagten, Agnews Studie mache Sinn und seine Beweise seien überzeugend.

Aber Levine glaubt nicht wirklich, dass eine negative Schaltsekunde erforderlich sein wird. Er sagte, der allgemeine Verlangsamungstrend durch Gezeitenkräfte bestehe schon seit Jahrhunderten und halte an, aber die kürzerfristigen Trends im Erdkern kämen und gingen.

“Dies ist kein Prozess, bei dem die Vergangenheit eine gute Vorhersage für die Zukunft ist”, sagte Levine. “Jeder, der eine langfristige Vorhersage über die Zukunft trifft, steht auf sehr, sehr wackeligem Boden.”