Internationale Atomzeit, Weltzeit: Was ist das?

UTC, Internationale Atomzeit oder Weltzeit – Sie kennen den Unterschied nicht? Keine Sorge, wir erklären Ihnen ihre Funktionen und Eigenschaften. 

UTC-Zeit, Atomzeit und Weltzeit 

UTC ist die globale Referenzzeit und steht für „Koordinierte Weltzeit“. Sie ist eine Zeitskala, die unter anderem von rund 500 Atomuhren in 70 Laboren weltweit bestimmt wird. UTC wurde 1972 eingeführt, um die internationale Zivilzeit einheitlich zu definieren. UTC löste 1982 die Greenwich Mean Time (GMT) ab, wobei UTC+0 weiterhin der Zeit in der GMT-Zone entspricht. Die Zeit innerhalb jeder Zeitzone wird daher relativ zu UTC definiert. UTC ist eine Kombination aus Internationaler Atomzeit (TAI) und Weltzeit (UT).

UTC besitzt die gleiche Stabilität und Genauigkeit wie TAI (Time in Airways) bis auf wenige Sekunden und nähert sich daher UTC an. Die Abweichung beträgt weniger als 0,9 Sekunden. Um dieses empfindliche Gleichgewicht zu wahren, wird UTC Ende Juni bzw. Dezember eine ganze Atomsekunde, auch Schaltsekunde genannt, hinzugefügt oder abgezogen. Vor der Einführung von UTC wurde GMT (Greenwich Mean Time) verwendet. Dies ist die mittlere Sonnenzeit am Nullmeridian. Dieser Meridian verläuft durch die Royal Observatory Greenwich bei London.

Internationale Atomzeit 

Die Internationale Atomzeit (IAT) ist eine Zeitskala, die sich auf die Dauer einer Sekunde bezieht. Sie wurde 1967 von der 13. Atomenergie-Organisation (IAEO) festgelegt.^th Generalkonferenz für Maß und Gewicht Eine Sekunde entspricht der Dauer von 9.192.631.770 Perioden der Strahlung, die dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustands des Cäsium-133-Atoms entspricht. Vereinfacht ausgedrückt: Ein Cäsium-133-Atom empfängt eine Frequenz von 9.192.631.770 Hz, die es ihm ermöglicht, seinen Energiezustand zu ändern. Die Zeitspanne zwischen den Energiezuständen F3 und F4 des Cäsium-133-Atoms beträgt exakt eine Sekunde. Der Vorteil der Atomuhr liegt in ihrer außergewöhnlichen Präzision: Sie driftet um weniger als eine Sekunde in 30 Millionen Jahren. Forscher haben sogar eine Strontium-Atomuhr entwickelt, deren Genauigkeit unter einer Sekunde in 15 Milliarden Jahren liegt! Die Funktionsweise einer Atomuhr basiert auf der Frequenz der elektromagnetischen Strahlung, die von einem Elektron beim Übergang von einem Energieniveau zum anderen emittiert wird. Die Atomuhr gewährleistet die Genauigkeit und Stabilität des von ihr erzeugten Signals. Sie definiert einen Zeitstandard, die Sekunde. Die TAI (Zeit-Atomintensität) wird berechnet durch Internationales Büro für Maße und Gewichte. Sie entspricht dem Mittelwert von 500 Atomuhren weltweit. Die TAI wird jedoch nicht direkt verwendet, da sie die Erdrotation innerhalb eines Tages nicht berücksichtigt.  

Welche Rolle spielt die Weltzeit bei der Definition der UTC-Zeit?

Die Weltzeit (UT) ist eine verbesserte Version der Greenwich Mean Time. Auch die UT ist ein Zeitmaß, allerdings nicht auf atomarer Ebene, sondern relativ zur Erdrotation um ihre Achse (die 24 Stunden dauert). Das Problem ist, dass die Erdrotation nicht sehr regelmäßig ist; sie kann sich aufgrund von Gezeiten, Erdbeben oder anderen inneren Störungen im Erdinneren verlangsamen (auch wenn diese Verzögerung minimal bleibt).UTC ist eine Kombination dieser beiden Zeitangaben, berechnet so, dass die Sonne um 12:00 UTC innerhalb von 0,9 Sekunden im Greenwich-Meridian steht. Die Sekunde in UTC entspricht der Sekunde, die von TAI angegeben wird. Um UTC zu ermitteln, werden jedoch ganze Sekunden von TAI subtrahiert oder addiert, sodass die Differenz zwischen TAI und UTC weniger als 0,9 Sekunden beträgt.