Ist der Weltraum die nächste Grenze der Zeitmessung?
EINE BESESSENHEIT VON PRÄZISION UND GENAUIGKEIT
Gibt es so etwas wie zu viel Präzision? Wie bei vielen Fragen kommt es darauf an, wen man fragt. Bei medizinischen Verfahren gilt: Je präziser, desto besser. Das versteht sich von selbst. Bei Fertigungstoleranzen profitieren manche Produkte von extremer Präzision, während andere mit einer recht guten Präzision auskommen.
Hinzu kommt die Präzision der Zeitmessung. Zeit, oft als vierte Dimension betrachtet, ist das Kontinuum, in dem sich alles fortbewegt. Deshalb wird das Streben nach höchster Präzision und Genauigkeit stets angestrebt.
Hinzu kommt die Präzision der Zeitmessung. Zeit, oft als vierte Dimension betrachtet, ist das Kontinuum, in dem sich alles fortbewegt. Deshalb wird das Streben nach höchster Präzision und Genauigkeit stets angestrebt.
Für ein Unternehmen, dessen Kernkonzept die Aufzeichnung und Interpretation von Zeit ist, ist dieses Streben nach Perfektion äußerst spannend. Während wir uns in den Weltraum begeben, um neue Horizonte in der Kunst der Zeitmessung zu entdecken, ist es wichtig zu verstehen, wie weit die Präzision fortgeschritten ist.
Die Fahrpläne wurden so gestaltet, dass das Chaos vermieden wird, das entsteht, wenn zwei Züge versuchen, denselben Abschnitt zu belegen.
Der tatsächliche Bedarf an Präzision und Genauigkeit trat in den frühen Tagen der Eisenbahn in den Vordergrund.
Züge mussten sich die knappen Gleise häufig teilen. Die Bahngesellschaften erstellten Fahrpläne und teilten jedem Zug zu bestimmten Zeiten Gleisabschnitte zu. Diese Fahrpläne wurden als Zeitpläne bezeichnet und sollten das Chaos vermeiden, das entsteht, wenn zwei Züge gleichzeitig versuchen, denselben Abschnitt der Strecke zu belegen. Züge, die nicht planmäßig fuhren, führten häufig zu Unfällen mit anderen Zügen.
Ältester Zug in Amerika
Erschwerend kam hinzu, dass es keine einheitlichen Zeitzonen gab. Jede Stadt konnte ihre eigene Zeit festlegen und tat dies auch. Für die Menschen in der Provinz war das kein großes Problem. Selbst in Großstädten gewöhnten sich die Menschen an ihre Zeit und waren recht zufrieden.
Das Problem entstand beim Versuch, einen Fahrplan für Züge zu erstellen, die mehrere Zeitzonen durchqueren. Die Lösung bestand darin, sogenannte „ Zeitgürtel“ zu schaffen, sodass die Uhrzeit überall in einem Gürtel gleich war .
Raten Sie mal, wer diese Idee durchgesetzt hat? Die Eisenbahn.
Okay, die Zeitzonenprobleme wurden gelöst, aber es kam weiterhin zu Kollisionen. Es stellte sich heraus, dass die Uhren der Schaffner nicht besonders genau waren . Aufgrund von Ungenauigkeiten in den Uhren kam es zu Abweichungen vom Fahrplan und zu Unfällen mit anderen Zügen.
Der Unfall, der zur Einführung der Eisenbahnwache führte, ereignete sich 1891 in der Nähe von Cleveland, Ohio. Ein langsam fahrender Zug hatte den Befehl, einen schnellen Zug passieren zu lassen. Unglücklicherweise ging die Wache des Schaffners vier Minuten nach, und die beiden Züge kollidierten. Viele Menschen verloren dabei ihr Leben.
Er war der Erste, der das Zeitsignal des US Naval Observatory als Standard für die Zeitmessung verwendete.
Die Eisenbahnen beauftragten Webb C. Ball als ihren Chef-Zeitinspektor und übertrugen ihm die Aufgabe, „Präzisionsstandards und ein zuverlässiges Zeitmessgerät-Inspektionssystem für Eisenbahnchronometer festzulegen“.
Er war der Erste, der das Zeitsignal des US Naval Observatory als Standard für die Zeitmessung verwendete. Er gründete seine eigene Uhrenfirma und begann, Eisenbahnuhren zu verkaufen, die seinen eigenen Spezifikationen entsprachen. Und es funktionierte! Die Zahl der Eisenbahnunfälle zwischen Zügen ging deutlich zurück.
Weitere Fortschritte in der Uhrmacherei wurden durch das Streben nach Präzision und Genauigkeit vorangetrieben. Mechanische Uhrwerke haben selbst mit den heute verfügbaren Mikrotechnik- und Produktionswerkzeugen wahrscheinlich ihre maximale Genauigkeit erreicht . Reibung und Getriebe können nur eine begrenzte Genauigkeit erreichen. Doch für Liebhaber wahrer Uhrmacherkunst sind ein paar Sekunden hier oder da bedeutungslos.
Im Inneren eines mechanischen LIV-Uhrwerks
Natürlich gibt es auch Quarzwerke , die mit einem präzisen elektrischen Signal betrieben werden. Dieses Signal gewährleistet praktisch absolute Genauigkeit. Wenn nicht, so doch näher daran als bei einem mechanischen Uhrwerk. Eine neuere Entwicklung ist die Kopplung von Quarzwerken an das Signal verschiedener Atomuhren weltweit.
Für die USA betreibt niemand Geringeres als das US Naval Observatory ein solches Observatorium, das den Zeitstandard für das US-Verteidigungsministerium festlegt. Ich schätze, Webb C. Ball hat da etwas ins Rollen gebracht.
Für den zivilen Gebrauch sind die Uhren mit Atomuhren verbunden, die die Zeit in regelmäßigen Abständen vom NIST-Radiosender WWVB in Fort Collins, Colorado, senden. Wenn diese Zeitmessgeräte das Signal empfangen, reagieren sie sofort auf die Sekunde genau.
Sie gehen zwar ein paar Sekunden nach, werden aber entweder einmal täglich oder alle sechs Stunden aktualisiert. Keine Ausrede mehr, zu spät zu kommen. Die wichtigsten Details zur Funktionsweise von Atomuhren finden Sie hier . Schnall dich an für ernsthafte Wissenschaft.
Um die Glaubwürdigkeit der Uhrmacherei zu wahren, sollten Sie bedenken, dass die korrekte Bezeichnung für Uhren, die mit diesen Signalen synchronisiert werden, Funkuhren und nicht Atomuhren lautet. Die Atomuhren senden das Signal, das die Funkuhren verwenden.
Wie genau sind diese Atomuhren? Unglaublich genau und sie werden jedes Jahr genauer.
Die Uhr des britischen National Physical Laboratory wird voraussichtlich in 138 Millionen Jahren keine Sekunde vor- oder nachgehen. Wahnsinn! In den USA kann die neue Uhr des National Institute of Standards and Technology (NIST) diese Genauigkeit 300 Millionen Jahre lang halten. Quantenuhren sollen diese Genauigkeit über eine Milliarde Jahre halten.
Als die netten Leute beim NIST 2019 ein solches Gerät bauten, betrug die Genauigkeit unglaubliche 33 Milliarden Jahre . Das ist älter als das Universum, das auf 13,8 Milliarden Jahre geschätzt wird!
