Radioastronomie

Forscher drehen an der Zeit

Die Erde rotiert jedes Jahr langsamer. Die Gezeiten bremsen beispielsweise unseren Planeten pro Tag etwas ab. Dadurch entsteht ein Konflikt zwischen zwei Versionen der Zeit: der astronomischen Zeit UT1, die auf der Erdrotation basiert, und der physikalischen Atomzeit, die durch Cäsium-Atomuhren auf der Erde bestimmt wird.

Um beide Zeitversionen zu koordinieren, wurde die Weltstandardzeit UTC eingeführt. Sie vereint beide Zeitangaben und gibt seit 1956 einheitlich an, wie spät es ist. Damit die zwei Zeitversionen aber nicht immer weiter auseinander laufen, wird seit 1972 die Weltstandardzeit alle paar Jahre um eine Sekunde nach vorne gedreht, damit sie annähernd der astronomischen Zeit entspricht - das ist die so genannte Schaltsekunde. Wann diese Schaltsekunde fällig ist, hängt also von der Erdrotation ab. Sie muss deshalb genau gemessen werden, sonst endet der Unterschied im Zeitchaos. Forscher aus Deutschland, Japan und Norwegen haben ihre Radioteleskope weltweit vernetzt und die Erdrotation auf etwa drei Millimeter genau bestimmt - und damit gleichzeitig fast in Echtzeit gemessen, wie sehr sich beide Zeitversionen unterscheiden.

Das war in der Vergangenheit anders. "Bei der Gregorianischen Kalenderreform im Jahr 1582 sind ganze zehn Tage auf einmal verschwunden. Damals folgte auf Donnerstag, den 4. Oktober gleich Freitag, der 15. Oktober", sagt der Projektleiter Axel Nothnagel von der Universität Bonn: "Heute erreichen wir bereits die Genauigkeit von Schaltsekunden, die alle paar Jahre zur Korrektur der Tageslänge eingeführt werden."

Um so genau messen zu können, beobachten drei verschiedene Radioteleskope in Deutschland, Norwegen und Japan gleichzeitig etwa eine Stunde lang den Himmel. Die Daten jagen dann durch Glasfaser-Kabel zum Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn und legen dabei über 17 000 Kilometer zurück. Die verschickte Datenmenge entspricht 13 vollbeschriebenen DVD´s pro Teleskop für jeweils eine halbe Stunde Messzeit. "Es mag im ersten Moment wenig erscheinen, aber jede Woche erreichen uns online über 50 Gigabyte von den drei Teleskopstationen", sagt der Max-Planck-Wissenschaftler Walter Alef.

Die jeweils aktuellen Messungen werden weltweit weiter verwertet. Deshalb sind sie für alle wichtigen wissenschaftlichen und kommerziellen Institutionen auf einem Webserver in Paris zugänglich. Das Experiment wird ab jetzt stetig Daten liefern, sodass der International VLBI Service for Geodesy & Astrometry (IVS) regelmäßig die Erdrotation bestimmen kann - bereits wenige Stunden nachdem die Teleskope den Himmel betrachtet haben.

Max-Planck-Gesellschaft (2007)