KOMMENTAR
Über unsere Uhrzeit

Foto vom 14.11.2016 Bern
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"Zeit ist das, was man an der Uhr abliest" hat Einstein (1879-1955) definiert, um die absolute Zeit zu verwerfen und dafür die Zeitdilatation seiner speziellen Relativitätstheorie zu entwickeln.

Seit Michael Endes (1929-1995) Roman "Momo" wissen wir aber auch, dass es keine Zeitsparkasse gibt und Zeitsparen nur den grauen Herren nützt.
Hingegen erreicht man Meister Hora (den geheimnisvollen Verwalter der Zeit) nur rückwärts und langsam, wobei die Zeit aus dem Besucher herausfließt.

Viele Philosphen haben sich mit der Existenz der Zeit befasst. So unterscheidet schon Augustinus von Hippo (354- 430) zwischen der physikalischen Zeit, die mit Zeitmessgeräten bestimmt wird und der psychologischen subjektiven Zeit.

Das Erleben von Zeit hat also auch etwas mit den Vorgängen in unseren Zellen (siehe Nobelpreis für Medizin 2017) und unserem Gehirn zu tun.

Die innere Uhr im Menschen soll mit zunehmenden Alter langsamer schwingen, deshalb scheint uns die Zeit immer schneller zu vergehen je älter wir werden. In Gefahrensituationen kann sie aber so auch schnell schwingen, dass wir die Vorgänge wie in Zeitlupe wahrnehmen. Das habe ich habe schon selbst bei einem Verkehrsunfall erlebt und es war unheimlich.

Niemanden kann die Zeit egal sein. Wir sind mit ihr geboren und werden nach einer Zeitspanne mit ihr sterben. Zeit ist unser Schicksal.

Nach all diesen Überlegungen taucht für mich aber auch die grundlegende Frage auf:

Was zeigt unsere Armbanduhr oder unser Smart Phone eigentlich an, wenn wir Stunden und Minuten ablesen?

Ich meine, die gewählte Zeiteinheit sollte den Sonnentag auf unserer Erde einteilen und sie hat auch etwas mit einem Kreis zu tun.

Ein Sechseck entsteht wenn man den Radius des Kreises am Umfang abschlägt. Die Strecken halbiert ergibt ein 12 Eck nochmals halbiert ein 24 Eck.

Da haben wir also unsere 24 Stunden.

Wieso hat dann aber ein Kreis 360 Grad und nicht 384 Grad (immer mit 2 weiter multipliziert - was einem Menschen aus unserem digitalen Zeitalter wie mir besser gefällt) ?

Nun das wäre wiederum weit entfernt von den Tagesanzahl eines Jahrs. 360 Grad liegen da näher als 384 Grad.

Der Lauf der Sonne ist der ursprüngliche Zeitgeber, der durch die Erddrehung ( im Mittel 23 Stunden 56 Minuten und 4 Sekunden) und dem Voranschreiten der Erde in der Umlaufbahn um die Sonne ( im Mittel 3 Minuten und 56 Sekunden) bestimmt wird( 4 Minuten sind übrigens der 360 te Teil von 24 Stunden - Ungenauigkeiten werden manchmal toleriert).

Deshalb haben wir Erdenbewohner unserer Zeiteinheit auch danach ausgewählt. Unsere Zeit wird durch die Bestrahlung der Erde durch die Sonne bestimmt und ist eine Erdenzeit. Auf jedem anderen Planeten sind die Tage unterschiedlich lang und somit würden andere Zeiteinheiten gelten.

Schon 3000 vor Christi soll es einfache Sonnenuhren bei den Sumerern und Ägyptern gegeben haben.

Übrigens bewegen sich auch die Zeiger unserer Uhren wie der Schatten der Sonnenuhr - im Uhrzeigersinn.

Eine Sonnenuhr zeigt die wahre Ortszeit an, die bis vor etwa 200 Jahre noch in allgemeiner Verwendung war.

Immer wenn die Natur als absolutes Maß herangezogen wird, gilt es auch hier die Unregelmäßigkeiten zu beachten.

Das war auch schon in der Antike bekannt ( Anmerkungen dazu finden sich bei Geminos von Rhodos und im Almagest des Ptolemäus ).

Im Grab des Pharaos Amenhotep I. um 1500 v. Chr. wurde eine Wasseruhr gefunden, deshalb konnte man die Zeit auch "verrinnen" lassen und mit der Sonnenuhr vergleichen. Wahrscheinlich hat man so festgestellt, dass die Sonnenuhr auch am gleichen Ort nicht ganz regelmäßig anzeigt.

Um diese Schwankungen auszugleichen führte man eine mittlere Sonnenzeit ein. Dafür braucht man aber einen durchschnittlichen Sonnentag, den man jetzt nicht mehr direkt von der Sonne ablesen kann sondern man muss mindestens ein Jahr lang beobachten um einen Mittelwert zu bestimmen.
Und auch diese Abweichungen sind nicht jedes Jahr ganz gleich und werden auch jetzt noch immer neu bestimmt.

Trotzdem wurde die Dauer eines Stunde ursprünglich durch diese mittlere Sonnenzeit definiert und es sind Korrekturen mit Schaltsekunden vorgesehen.

Der Zeitunterschied (auch Zeitgleichung genannt) zwischen wahrer Sonnenzeit und mittlerer Sonnenzeit kann Extremwerte von +16 Minuten bis - 14 Minuten annehmen, die sich aber naturgemäß ausgleichen (wenn der Mittelwert richtig bestimmt ist). Grob gesprochen zeigt die Sonnenuhr nie exakt die mittlere Sonnenzeit an (wenn man von 5 Tagen im Jahr absieht).

Die Sonne beleuchtet zwar immer genau die Hälfte der Erde, aber die Drehachse ist geneigt und in erster Näherung stabil im Raum. Deshalb verschiebt sich auch kontinuierlich für einem Punkt auf der Erde die Mittagszeit, obwohl die Taglänge (Tag + Nacht) etwa gleich lang bleibt, weil die Erddrehung ziemlich konstant ist, die Sonne "wandert" aber von einem bestimmten Punkt der Erde aus gesehen über das ganze Jahr. Die Drehrichtung der Erde zeigt im Sommer mehr Nordhalbkugel und weniger Südhalbkugel und im Winter umgekehrt, aber in Summe ist immer eine Halbkugel von der Sonne bestrahlt.

Zusätzlich spielt auch die elliptische Bahn der Erde eine Rolle, und wirkt sich auch auf die Tageslänge aus. In Sonnennähe ist die Erde schneller und legt einen längeren Weg zurück und muss sich weiter drehen um die Sonne wieder unter den selben Winkel zu sehen.

Auch die Drehachse bewegt sich langsam ( Präzession 23.000-jähriger Zyklus und Nutation 41.000-jähriger Zyklus haben Einfluss). Noch schwerer zu erfassen sind kleine Bahnunregelmäßigkeiten der Erde durch andere Himmelskörper.

Es wird auch behauptet, dass die Umdrehungen der Erde immer langsamer wird.

Soll die Zeit mit der Sonne in Zusammenhang bleiben, muss man alles genau beobachten, denn ganz exakt kann man es nicht berechnen.
1968 wurde die Atomzeit eingeführt, die eine von der Erdrotation unabhängige Norm ist und mit der auch unsere Zeit korrigiert werden kann.
Die Differenz Atomzeit zur koordinierten Weltzeit UTC zeigt an, um wieviel die Sekunde falsch definiert wurde oder sich die Erddrehung verändert hat.

Unser "Meister Hora" ist der Internationale Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme (Kürzel IERS in Frankfurt https://www.iers.org), der die Empfehlungen für die Schaltsekunden in der koordinierten Weltzeit abgibt und das Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) in Paris.
Die Internationale Atomzeit wird aus dem gewichteten Durchschnitt von etwa 60 verschiedenen Zeitinstituten mit etwa 260 Atomuhren gebildet. Der Anfangszeitpunkt der Internationalen Atomzeit ist der 1. Jänner 1958.

Nimmt man es nicht so genau, dann kann das zu unliebsamen Überraschungen führen.

So konnten sich etwa die Jahreszeiten im Kalender durch die Präzession langsam verschieben, wie es vor der Einführung des Gregorianischen Kalenders im Jahr 1582 der Fall war.

Ziemlich viel Aufwand nur damit die Uhren an einem Ort richtig gehen!

Glücklicherweise gilt diese Zeit am ganzen Längengrad ( =Meridian= Mittagslinie). Bewegt man sich jedoch nach Osten oder Westen verändert sich auch die wahre Ortszeit.

Solange man sich nicht schnell bewegte, konnte man sich noch leicht nach der Ortszeit der nächstgrößeren Stadt richten und die Fehler großzügig übersehen.

So genau musste es ja früher nicht sein.

Doch bei der ersten Weltumseglung von Magellan 1519-1522 stimmte schon das Datum nicht mehr überein, obwohl ein genaues Schiffstagebuch geführt wurde und die Tage sorgfältig gezählt wurden! Angeblich konnte erst Nikolaus Kopernikus dieses Rätsel lösen - Seefahrer müssen, wenn sie weite Reisen in die gleiche Richtung unternehmen, einen Tag hinzunehmen oder wegstreichen ( Grund ist die Datumsgrenze ..) .

Als die Kommunikation zwischen verschiedenen Orten nur per Post möglich war und die Reisegeschwindigkeiten niedrig waren konnte man mit den verschiedenen Ortszeiten gut leben und die unregelmäßgie Sonnenuhr war auch kein echtes Problem und wurde zur Korrektur herangezogen.

Erst durch die Erfindung des Telegrafen (1837 Schreibtelegraf von Morse) und der Eisenbahn ( 1804 erste Dampflokomotive 1825 erste Personenbeförderung mit Maschine, ab 1840 Fahrt nach Fahrplan) änderten sich die Zeiten und auch die Uhrzeit.

Die Ortszeiten waren jetzt vewirrend und der Fahrplan wurde nach Standardzeiten von großen Orte ausgerichtet. In Österreich wurde je nach Strecke die Prager , Lindauer, Münchner, Budapester oder Lemberger Zeit verwendet. Ab dem 1. August 1872 war dann der Wiener Meridian die Grundlage für die Zeitbestimmung im Zugsverkehr. Die Wiener Mittagszeit wurde von der Universitätssternwarte an die Wiener Bahnhöfe telegrafisch weitergegeben.

Die Eisenbahn war besonders stark von den unterschiedlichen Zeiten betroffen. So wurden am Genfer Bahnhof 3 verschiedene Zeiten angezeigt:
die Pariser Zeit und die Berner Zeit neben der örtlichen Genfer Zeit.

1883 wurden erstmals von den nordamerikanischen Eisenbahngesellschaften systematische Zeitzonen eingeführt.

Damit es aber eine internationale Regelung geben konnte musste zuerst ein Nullmeridian durch die Sternwarte von Greenwich auf der Internationalen Meridiankonferenz im Jahr 1884 beschlossen werden.

Vorher wurde mehr als 1700 Jahre der Nullmeridian durch die westlichste kanarische Insel El Hierro verwendet.

Claudius Ptolemäus legte um 150 n. Chr. den Nullmeridian durch den westlichsten Teil der ihm bekannten Welt.

Das war die Hesperideninsel ( = Kanareninsel ) Isla del Meridiano ( = El Hierro , = Ferro).

Bis 1918 wurden in Österreich Ungarn zusätzlich zum Greenwich Standard noch der alte Ferro Meridian weiterverwendet.

Die Mitteleuropäische Zeit MEZ wurde im österreichischen Eisenbahn- und Telegraphendienst 1891 und in Wien durch Beschluss des Gemeinderats 1910 eingeführt. Es war kein großer Unterschied zur Wiener Zeit (16° östliche Länge), weil die Referenzortszeit der 15. Längengrad ist.

So lange ist das eigentlich noch nicht her!

Die Zeitzonen sind theoretisch auf die Referenzzeit jedes 15ten Längengrades ausgerichtet ( 15 x 24 = 360) . Die Zone erstreckt sich 7,5 Grad nach Osten und 7,5 Grad nach Westen. Östlich von Greenwich 1 Stunde dazuaddieren, westlich eine Stunde abziehen.

Aber in der Realität ist es doch um einiges komplizierter, weil uns durch eine gemeinsame Zeitzone vieles leichter fällt, haben weite Teile in Mitteleuropa auf ihre Ortszeit verzichtet und die Mitteleuropäische Zeit eingeführt. Wir in Wien sind aber mit der MEZ sehr nahe an unserer Ortszeit.

Deshalb verwundert es mich, dass viele Stimmen in Wien eine Beibehaltung der Sommerzeit fordern, die ja dann doch wieder um eine Stunde der Ortszeit voraus sein wird.

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Weitere Infos:

Gedanken zur Zeitumstellung
https://www.meinbezirk.at/leopoldstadt/c-wirtschaft/gedanken-zur-zeitumstellung_a2871116

Astronomie die kosmische Perspektive
5., aktualisierte Auflage
Jeffrey Bennett, Megan Donahue, Nicholas Schneider, Mark Voit
Herausgegeben von Professor Harald Lesch
ein Imprint von Pearson Education 2010
ISBN 978-3-8273-7360-1

Von den Keplerschen Gesetzen zu einer minutengenauen Sonnenuhr.
https://people.math.ethz.ch/~blatter/Sonnenuhr.pdf
Blatter, Christian
in: Elemente der Mathematik, (page(s) 155 - 165)
El.Math 49 (1994)
Berlin, Basel [u.a.]; 1946, 1996

wahrer Sonnentag
https://www.geschichte-der-zeit.de/tag-sterntag-sonnentag.html#wahrer Sonnentag

Die unerbittliche innere Uhr
https://www.geo.de/wissen/13369-rtkl-biorhythmus-die-unerbittliche-innere-uhr

Geschichte der Eisenbahn
https://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_der_Eisenbahn

Der Null-Meridian
http://www.seefunknetz.de/meridian.htm

Zeitzone
https://de.wikipedia.org/wiki/Zeitzone

Internationale Atomzeit
https://de.wikipedia.org/wiki/Internationale_Atomzeit

Universal Time
https://www.timeanddate.de/astronomie/universal-time

Sommerzeit
https://www.timeanddate.de/sommerzeit/oesterreich

Zeitzonen
https://astrokramkiste.de/zeitzonen

Schaltsekunde
https://de.wikipedia.org/wiki/Schaltsekunde

Geschichte der Uhr
https://www.was-war-wann.de/geschichte/geschichte-der-uhr.html

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