Justieren nach einem „langen“ Wochenende im Royal Observatory – Präzisionsuhren und die Schaltsekunde

06.07.2012

Es ist unwahrscheinlich, dass irgendjemand nach der Einfügung einer zusätzlichen Sekunde am Samstag, den 30. Juni, erfrischter als sonst zur Arbeit kam. Obwohl sich dieses Ereignis nicht auf unsere Körperuhren auswirkte, hatte es Auswirkungen auf das National Maritime Museum Sammlung . Am Royal Observatory mussten vor allem zwei Uhren angepasst werden: die Hirtentor Uhr ( ZAA0533 ) und der Hewlett Packard Atomuhr ( ZBA2599 ). Die Shepherd Gate Clock wurde 1852 am Observatorium unter der Leitung des siebten Astronomen Royal installiert. George Biddell Airy , und ist nach seinem Hersteller Charles Shepherd benannt. Die Installation der Uhr markiert den Beginn der Rolle des Royal Observatory als Anbieter der genauen Zeit für die Nation. Heute kann man sich darauf verlassen, dass die Greenwich Mean Time (GMT) auf eine halbe Sekunde genau angezeigt wird. Die zweite Uhr wurde ursprünglich bei der Nationales physikalisches Labor in den 1990er Jahren für seinen Beitrag zur internationalen Zeitskala, bekannt als Coordinated Universal Time (UTC). Warum brauchen wir eine Schaltsekunde? Ob Sie es glauben oder nicht, die Erde ist kein so zuverlässiger Zeitmesser wie unsere Atomuhr und die Schaltsekunde ist eine Feinabstimmung, die UTC mit der Bewegung der Erde synchronisiert. Die Rotationsgeschwindigkeit unseres Planeten ist aus verschiedenen Gründen variabel. Im Allgemeinen verlangsamt sich die Erdrotation, weil sich der Mond allmählich von uns entfernt: Es besteht kein Grund zur Besorgnis, da er sich nur ungefähr mit der gleichen Geschwindigkeit entfernt wie unsere Fingernägel wachsen, aber dabei wird sein Gravitationseinfluss verringert . Diese und andere unvorhersehbare Einflüsse wie seismische Aktivitäten werden vom International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) überwacht, der entscheidet, ob eine Schaltsekunde erforderlich ist oder nicht. Die Schaltsekunde hat uns veranlasst, die beiden bereits erwähnten Uhren zu justieren und eine grundlegende Äquivalenzrechnung beim Vergleich der Gangwerte von Präzisionspendeluhren mit einer Funkuhr durchzuführen. Aber für diejenigen, die für die Verwaltung von Computernetzwerken verantwortlich sind, die große Mengen an digitalem Datenverkehr verarbeiten, stellt die Schaltsekunde ein kniffliges Problem dar. Netzwerke sind auf eine genaue Zeitmessung angewiesen: Jede Datenübertragung wird mit einem Zeitstempel versehen und alle Daten, die während der Schaltsekunde protokolliert werden, liegen außerhalb der Logik des Computers. Dies kann möglicherweise dazu führen, dass das System ausfällt. Tatsächlich gibt es Berichte, die darauf hinweisen, dass einige Systeme nach der Schaltsekunde vom letzten Samstag nicht mehr funktionierten und infolgedessen auf einige beliebte Websites nicht mehr zugegriffen werden konnte. Unter den verschiedenen Möglichkeiten zur Überwindung dieses Problems gibt es eine interessante Parallele zu den Betriebsprinzipien, die Airy Mitte des 19. Jahrhunderts verwendet hatte. Google hat sich in Vorbereitung auf die Schaltsekunde 2005 dafür entschieden, es im Voraus und über einen festgelegten Zeitraum in seinem System in winzigen Schritten hinzuzufügen, die die Kommunikation mit anderen Systemen, mit denen es verbunden war, nicht störte. Sie nannten ihre Methode den „Sprungabstrich“. Das gleiche Prinzip wurde auf das System angewendet, das die Toruhr des Royal Observatory antrieb. Die meisten Leute wissen nicht, dass dies eine Nebenuhr ist, kein eigener Zeitmesser: Es war ursprünglich eine von mehreren Nebenzifferblättern auf der Website, die alle den Anweisungen von . folgten Hirtenhauptuhr ( ZAA0531 ). Das Schöne an der Meisteruhr von Shepherd war nicht, dass sie ein außergewöhnlicher Zeitmesser war, sondern dass sie durch elektromagnetische Einsteller am Pendel elektrisch korrigiert werden konnte. Kleine und genaue Anpassungen an den Zeigern können vorgenommen werden, indem das Pendel über einen festgelegten Zeitraum schneller oder langsamer bewegt wird; und da die Hauptuhr ständig Impulse an alle Nebenuhren aussendete, wurden die Nebenuhren automatisch korrigiert. Heute wird die Toruhr von einer funkgesteuerten Quarzuhr angetrieben und die Zeiger werden manuell korrigiert. Natürlich war die Schaltsekunde zu Airys Zeiten unbekannt; die erste Schaltsekunde wurde 1972 implementiert und seitdem wurden insgesamt 35 in UTC eingefügt. Die IERS kündigt die bevorstehenden Schaltsekunden in ihrem Bulletin C sechs Monate im Voraus an, so dass wir mindestens ein weiteres Jahr Zeit haben, bis wir uns auf ein „langes“ Wochenende wie das vom 30. Juni bis 1. Juli 2012 freuen können.