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Was ist eine Sekunde?

Von / 5. August 2013 / 20 Kommentare
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Zeitmessung war für uns Menschen immer schon wichtig. Heute ist unsere Welt ganz offensichtlich von der Zeit dominiert, aber auch früher war es von Bedeutung, einen Überblick über den Lauf der Zeit zu behalten. Man musste wissen, wann man am besten die Saat auf die Felder ausbringt und wann geerntet wird. Man wollte die religiösen Feste zum richtigen Zeitpunkt feiern und dazu benötigte man Wege, die Zeit zu messen. Lange Zeit bot der Himmel die einzige Uhr, die von Menschen genutzt werden konnte. Schon früh baute man daher große Strukturen aus Stein oder Holz und Bauten wie Stonehenge wurden benutzt, um den Weg von Sonne, Mond und Sterne am Himmel zu verfolgen und zu messen. Im Laufe der Zeit wurden die Ansprüche an die Messung höher, die Menschen wollten die Uhrzeit immer genauer messen und die Definitionen veränderten sich.

Was eine Sekunde heute ist und was sie früher war, zeigt dieses Video (und fragt mich nicht, warum der Typ von Top Gear jetzt auf einmal was über Zeit erzählt – ich hab auch keine Ahnung):

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Kommentare (20)

  1. #1 Foxtrott
    5. August 2013

    “warum der Typ von Top Gear jetzt auf einmal was über Zeit erzählt”

    Weil Captain Slow sich ja mit sowas auskennen sollte 😉

  2. #2 Spritkopf
    5. August 2013

    und fragt mich nicht, warum der Typ von Top Gear jetzt auf einmal was über Zeit erzählt

    James May hat eine Schwäche für Wissenschaft und Technik. Und nervt gerne seine Kollegen mit ausführlichen (sie würden sagen: unnötigen) Erklärungen.

  3. #3 Alderamin
    5. August 2013

    Sagen die Engländer jetzt auch schon “billion” zur Milliarde? Ich dachte immer, die sagen “one-thousand millions”. Nennt sich wohl Globalisierung.

  4. #4 PDP10
    6. August 2013

    Es ist gerade: 1375744974 Uhr.

  5. #5 Martin
    6. August 2013

    Auch interessant dazu: Die Lösung des Längengradproblems durch ‘nen Tischler (John Harrison) im 18. Jahrhundert. Hat auch ein kleines bisschen was mit Astronomie zu tun. Ein paar Typen meinten damals auch, man könne das Problem effektiv durch Beobachtung der Jupitermonde oder der Monddistanzen lösen.

  6. #6 Christian Berger
    6. August 2013

    Also James May macht auch populärwissenschaftliche Sendungen. Sogar recht gute. Wobei er da lieber in den Bereich des Ingenieurwesens geht.

  7. #7 Johannes Kaufmann
    Braunschweig
    6. August 2013

    Man kann doch keinen Blog-Eintrag über die Zeit und die Definition der Sekunde schreiben, ohne die PTB zu erwähnen. Also wirklich…
    https://www.ptb.de/cms/themenrundgaenge/hueterindereinheiten/das-si/sekunde.html

    https://www.ptb.de/cms/themenrundgaenge/wegweiser/fragenzurzeit/fragenzurzeit14.html

  8. #8 Blaubaer
    6. August 2013

    Zitat aus der o.g. PTB-Seite:
    “Bei der besten primären Atomuhr der PTB, der Caesium-Fontänenuhr CSF1, muss man zum Beispiel dreißig Jahre warten, bevor sie auch nur um eine millionstel Sekunde von der “idealen” Sekunde abgewichen ist!”
    Wie ist denn dann die “ideale Sekunde” definiert?

  9. #9 Johannes Kaufmann
    Braunschweig
    6. August 2013

    Das steht auch auf der Seite: Als das “9 192 631 770-fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids 133Cs entsprechenden Strahlung.”

    Zur Zeit wird übrigens an noch genaueren Uhren geforscht, die mit noch höheren Frequenzen im optischen Bereich arbeiten.

  10. #10 Blaubaer
    6. August 2013

    Ah, ok, das heisst die Uhr kann die “ideale Sekunde” eben nur bis zu der angegebenen Genauigkeit (1 Millionstel Sekunde Abweichung in 30 Jahren) darstellen.
    Ich hatte es so verstanden, dass die Definition (das 9-Milliardenfache…) sich von der “idealen Sekunde” unterscheidet.

  11. #11 Kallewirsch
    6. August 2013

    @Blaubär

    Das Problem ist, dass das ganze technisch nicht so funktioniert, wie wir uns das naiv vorstellen.
    Wenn da eine Frequenz gegeben (definiert) ist, dann zählt man halt entsprechend viele derartige Pulse und wenn 9 192631770 Pulse beisammen sind, dann ist eine Sekunde vorbei.

    So einfach das klingt, so naiv ist es auch. Denn niemand kann einen Pulszähler bauen, der derart schnell ist.

    Wie macht man das tatsächlich?
    Die Frequenz ist bekannt. Und man weiß auch, dass man diesen Übergang der Cäsium Atome durch Einstrahlen von Mikrowellen erzwingen kann. So wie bei allen Schwingungsphänomenen gibt es dabei einen Resonanzeffekt. Trifft man die Resonanz hinreichend genau, dann finden massenhaft derartige Übergänge der Cäsium Atome statt.
    Ausgehend von einem Oszillator, der weit weniger schnell schwingt, bestrahlt man die Cäsium Atome mit daraus abgeleiteten Mikrowellen. Anhand der Resonanz stellt man fest, ob man exakt die Resonanzfrequenz getroffen hat oder nicht. Je nachdem wird dann der langsamere Oszillator nachgestellt.
    Das Ergebnis ist ein hochpräziser Oszillator, mit einer Frequenz, mit der man technisch noch was anfangen kann. Zb seine Pulse zählen und feststellen, wann genug für Pulse für 1 Sekunde gesammelt wurden.

    Nur gibt es natürlich in diesem ganzen Regelkreis auch Fehlerchen, die sich summieren.

    https://www.mahag.com/allg/atomuhr.php

  12. #12 Blaubaer
    6. August 2013

    @Kallewirsch
    Danke für die Info, ist ja doch etwas komplexer als man sich das so vorstellt.

  13. #13 Kallewirsch
    6. August 2013

    Ich danke dir für die Frage.
    Denn, Hand aufs Herz, ich wusste es auch nicht. Ich dachte auch immer: Hä, wo isn da das Problem. Pulse zählen!
    Bis ich mal überlegt hab, wie schnell Elektronik ist und wie schnell da die Pulse kommen 🙂 Und ab da begann es dann spannend zu werden.

  14. #14 Steppl
    6. August 2013

    Ist sowieso alles Quatsch. Durfte jedenfalls RelativKritisch vorgestern(?) feststellen.
    https://www.relativ-kritisch.net/blog/kritiker/bert-steffens-und-sein-unsinn-mit-der-ausserirdischen-zeit

    @Alderamin: Schau mal unter “Lange und kurze Leiter” in die Wikipedia.

  15. #15 Alderamin
    6. August 2013

    @Steppl

    Danke für den Hinweis.

    Schon 1974 wurde in UK auf die kruze Leiter umgestellt? Da konnte ich noch gar kein Englisch… Dauerte wohl eine Weile, bis sich das rumgesprochen hatte, und mein Englisch ist sowieso aus dem letzten Jahrtausend.

  16. #16 rolak
    6. August 2013

    mahag

    Ui Kallewirsch – dies Forum solltest bei noch so großem punktuellem Zutreffen eines Textes (hab nicht gelesen) besser nicht verlinken. Harald Maurer ist schon ein rechter [bewußt zweideutig] crank… Bei RelativKritisch ZB wird zu diesem Sumpf reichlich diskutiert.

  17. #17 Kallewirsch
    6. August 2013

    @rolak

    Danke für die Info.
    Der Artikel war einfach nur einer der ersten, die ich zum Thema Cäsium Fontäne gefunden habe. Der Artikel hat meiner Meinung nach recht gut beschrieben, wie das ganze technisch funktioniert.
    Um den Rest des Blogs hab ich mich nicht gekümmert.

  18. #18 Frank Melle
    6. August 2013

    @rolak

    Wie kommst du darauf, dass Maurer rechts ist? Dazu kann ich nichts finden.

  19. #19 rolak
    7. August 2013

    kann ich nichts finden

    Das scheint mir eine reife Leistung zu sein, Frank. Siehe zB indirekt da.

  20. #20 Andreas
    7. August 2013

    1 Sekunde =
    Zeitspanne zwischen dem Abschicken einer Mail/ eines Kommentars und dem Erkennen eines Fehlers in der Mail/ im Kommentar.
    🙂