Die Atomuhr ist der Höhepunkt der Besessenheit der Menschheit, genaue Zeit zu erzählen. Vor der Atomuhr und der Nanosekundengenauigkeit basierten sie auf den Himmelskörpern.

Aber dank der Entwicklung der Atomuhr wurde nun erkannt, dass selbst die Erde in ihrer Rotation nicht so genau ist wie die Zeit Atomuhr wie es einen Bruchteil einer Sekunde jeden Tag verliert oder gewinnt.

Wegen der Notwendigkeit, eine Zeitskala zu haben, die etwas auf der Erdumdrehung basiert (Astronomie und Landwirtschaft sind zwei Gründe), eine Zeitskala, die durch Atomuhren gehalten wird, aber für jede Verlangsamung (oder Beschleunigung) im Spin der Erde angepasst ist. Diese Zeitskala ist bekannt als UTC (Coordinated Universal Time), wie sie auf der ganzen Welt eingesetzt werden, um Handel und Handel gleichzeitig zu nutzen.

Computernetzwerke verwenden Netzwerk-Zeitserver um mit der UTC-Zeit zu synchronisieren. Viele Menschen bezeichnen diese Zeitserver als Atomuhren, aber das ist ungenau. Atomuhren sind extrem teure und hochempfindliche Geräte und nur in Universitäten oder nationalen Physiklaboren anzutreffen.

Zum Glück mögen nationale Physiklabors NIST (Nationales Institut für Standards und Zeit - USA) und NPL (National Physical Laboratory - UK) senden das Zeitsignal ihrer Atomuhren aus. Alternativ dazu ist das GPS-Netzwerk eine weitere gute Quelle für genaue Zeit, da jeder GPS-Satellit an Bord hat Atomuhr.

Die Netzwerk-Zeitserver empfängt die Zeit von einer Atomuhr und verteilt sie unter Verwendung eines Protokolls wie z NTP (Network Time Protocol) stellt sicher, dass das Computernetzwerk gleichzeitig synchronisiert ist.

weil Netzwerk-Zeitserver Durch Atomuhren gesteuert können sie unglaublich genaue Zeit behalten; keine Sekunde in Hunderten oder gar Tausenden von Jahren verlieren. Dies stellt sicher, dass das Computernetzwerk sowohl sicher als auch unempfindlich gegenüber Zeitfehlern ist, da alle Maschinen genau die gleiche Zeit haben.

Die Atomuhr ist der Höhepunkt der Fähigkeit der Menschheit, die Zeit zu halten, die sich über mehrere Jahrtausende erstreckt. Die Menschen waren schon immer damit beschäftigt, die Zeit im Auge zu behalten, seit der frühe Mensch die Regelmäßigkeit der Himmelskörper bemerkt hatte.

Die Sonne, der Mond, die Sterne und die Planeten wurden bald zur Grundlage für Zeiträume wie Jahre, Monate, Tage und Stunden, die ausschließlich auf der Regulierung der Erdrotation beruhten.

Dies hat tausende von Jahren als verlässlicher Anhaltspunkt dafür gedient, wie viel Zeit vergangen ist, aber in den letzten paar Jahrhunderten haben Menschen nach immer zuverlässigeren Methoden gesucht, um die Zeit im Auge zu behalten. Während die Sonne und die Himmelskörper eine affektive Art waren, funktionierten Sonnenuhren an bewölkten Tagen nicht, und da sich die Tage und die Nacht im Laufe des Jahres veränderten, konnte man sich nur auf Mittag verlassen (wenn die Sonne am höchsten ist).

Der erste Vorstoß in eine genaue Uhr, die nicht auf Himmelskörper angewiesen war und keine einfache Zeit war (wie eine Kerzenverjüngung oder Wasseruhr), sondern über einen längeren Zeitraum die Zeit tatsächlich mitteilte, war die mechanische Uhr.

Diese ersten Geräte, die bis ins zwölfte Jahrhundert zurückreichen, waren primitive Mechanismen, die eine Gang- und Foliantenhemmung (ein Zahnrad und einen Hebel) benutzten, um die Ticks der Uhr zu kontrollieren. Nach einigen Jahrhunderten und einer Vielzahl von Entwürfen hat die mechanische Uhr mit dem Pendel ihren nächsten Schritt gemacht. Das Pendel gab den Uhren ihre erste wahre Genauigkeit, indem sie die Ticks der Uhr mit größerer Präzision steuerten.

Aber erst im 20. Jahrhundert, als die Uhren ins elektronische Zeitalter eintraten, wurden sie wahrhaftig richtig. Die digitale und elektronische Uhr wurde durch die Oszillation eines Quarzkristalls gesteuert (sein veränderter Energiezustand, wenn ein Strom zugrunde gelegt wird), der sich als so genau erwies, dass selten eine Sekunde pro Woche verloren ging.

Die Entwicklung von Atomuhren In den 1950 verwendet man die Oszillation eines einzelnen Atoms, das über 9 Milliarden Zecken pro Sekunde erzeugt und eine genaue Zeit für Millionen von Jahren aufrechterhalten kann, ohne eine Sekunde zu verlieren. Diese Uhren bilden nun die Grundlage unserer Zeitskalen, mit denen die gesamte Welt synchronisiert wird NTP-Server, die völlig genaue und zuverlässige Zeit sicherstellen.

Das Synchronisieren eines Netzwerks wird von Netzwerkadministratoren oft als Problem empfunden, da sie befürchten, dass es zu verheerenden Ergebnissen kommen kann, wenn Fehler auftreten. Es gibt jedoch keinen Grund zu der Annahme, dass ein Mangel an Synchronisation zu unvorhergesehenen Problemen führen kann, insbesondere bei zeitkritischen Transaktionen und Sicherheit Diese Schritte werden befolgt:

1. Verwenden Sie einen dedizierten NTP-Serverdem „Vermischten Geschmack“. Seine NTP-Server ist ein Gerät, das eine einzelne Zeitquelle empfängt und dann unter Verwendung des Protokolls auf ein Computernetzwerk verteilt NTP (Network Time Protocol) ist eines der ältesten internetbasierten Protokolle und die bei weitem am häufigsten verwendete Zeitsynchronisierungssoftware. NTP ist oft mit modernen Betriebssystemen wie Windows oder Linux verpackt, obwohl es kein Ersatz für ein dediziertes NTP-Gerät gibt.

2. Verwenden Sie immer a UTC-Zeitquelle (Abgestimmte Weltzeit). UTC basiert auf GMT (Greenwich Meantime) und internationaler Atomzeit (TAI) und ist sehr genau. UTC wird von Computernetzen auf der ganzen Welt verwendet, um sicherzustellen, dass Handel und Handel alle die gleiche Zeitskala verwenden.

3. Verwenden Sie ein sicheres und genaues Zeitsignal. Während Zeitsignale über das Internet verfügbar sind, sind sie in ihrer Genauigkeit unberechenbar und während einige eine annehmbare Genauigkeit bieten können, befindet sich ein Internetzeitserver außerhalb einer Netzwerk-Firewall, die, wenn sie für einen Timecode geöffnet bleibt, Sicherheitslücken im Netzwerk verursacht. Entweder GPS (Global Positioning System) oder ein dediziertes Funksignal, wie es von nationalen Physiklaboren (wie z MSF - Großbritannien, WWVB - USA, DCF - Deutschland) bieten sichere und zuverlässige Methoden, um ein sicheres und genaues Zeitsignal zu erhalten.

4. Organisiere ein Netzwerk in Schichten, Ebenen. Schichten sorgen dafür, dass die NTP-Server wird nicht mit Zeitanforderungen überflutet und die Netzwerkbandbreite wird nicht überlastet. Ein Stratum Tree wird von einigen ausgewählten Maschinen organisiert, die Stratum 2 Geräte sind, indem sie ein Zeitsignal von der NTP-Server (Stratum 1-Gerät) diese wiederum verteilen die Zeit auf andere Geräte (Stratum 3) und so weiter.

5. Stellen Sie sicher, dass alle Maschinen UTC und die NTP-Serverbaum. Ein häufiger Fehler bei der Zeitsynchronisierung besteht darin, nicht sicherzustellen, dass alle Maschinen ordnungsgemäß synchronisiert sind. Nur eine Maschine mit ungenauer Zeit kann unvorhergesehene Konsequenzen haben.

Es gibt mehrere Zeitskalen, die auf der ganzen Welt verwendet werden. Die meisten NTP-Server und andere Netzwerk-Zeitserver Verwenden Sie UTC als Basisquelle, jedoch gibt es andere:

Wenn wir nach der Zeit gefragt werden, ist es sehr unwahrscheinlich, dass wir mit "für welche Zeitskala" antworten würden. Es gibt jedoch mehrere Zeitskalen, die auf der ganzen Welt verwendet werden und jeder basiert auf verschiedenen Methoden, um die Zeit zu verfolgen.
GMT

Mittlere Greenwich-Zeit (GMT) ist die lokale Zeit auf dem Greenwich-Meridian basierend auf der hypothetischen mittleren Sonne. Da die Erdumlaufbahn elliptisch ist und ihre Achse geneigt ist, erscheint die tatsächliche Position der Sonne vor dem Hintergrund der Sterne etwas vor oder hinter der erwarteten Position. Der akkumulierte Timing-Fehler variiert während des gesamten Jahres gleichmäßig bis zu 14 Minuten langsam im Februar bis 16 Minuten schnell im November. Die Verwendung einer hypothetischen mittleren Sonne entfernt diesen Effekt. Vor 1925 maßen Astronomen und Navigatoren GMT von Mittag bis Mittag, beginnend am Tag 12 Stunden später als im zivilen Gebrauch, der auch allgemein als GMT bezeichnet wurde. Um Verwirrung zu vermeiden, stimmten die Astronomen in 1925 zu, den Bezugspunkt von Mittag bis Mitternacht zu ändern, und ein paar Jahre später nahmen sie den Begriff Universal Time (UT) für den "neuen" GMT an. GMT bleibt die gesetzliche Grundlage der zivilen Zeit für das Vereinigte Königreich.

UT

Weltzeit (UT) ist die mittlere Sonnenzeit auf dem Greenwich-Meridian mit 0 h UT um Mitternacht und seit 1925 GMT für wissenschaftliche Zwecke ersetzt hat. In der Mitte der 1950 hatten Astronomen viele Hinweise auf Schwankungen der Erdrotation und beschlossen, UT in drei Versionen zu unterteilen. Die direkt aus den Beobachtungen abgeleitete Zeit wird als UT0 bezeichnet, wobei Korrekturen für Bewegungen der Erdachse oder der polaren Bewegung angewendet werden, UT1 ergibt und das Entfernen periodischer saisonaler Schwankungen UT2 erzeugt. Die Unterschiede zwischen UT0 und UT1 liegen in der Größenordnung von Tausendstelsekunden. Heute wird nur noch UT1 verwendet, da es ein Maß für die Rotationsorientierung der Erde im Weltraum darstellt.

Der Weltzeitstandard (UTC):

Obwohl TAI eine kontinuierliche, einheitliche und präzise Zeitskala für wissenschaftliche Referenzzwecke bietet, ist es für den täglichen Gebrauch nicht geeignet, da es nicht im Einklang mit der Rotationsgeschwindigkeit der Erde steht. Eine Zeitskala, die dem Wechsel von Tag und Nacht entspricht, ist viel nützlicher, und seit 1972 verteilen alle Sendezeitdienste Zeitskalen basierend auf der koordinierten Weltzeit (Coordinated Universal Time, UTC). UTC ist eine atomare Zeitskala, die in Übereinstimmung mit der Weltzeit gehalten wird. Sprungsekunden sind gelegentlich

Informationen mit freundlicher Genehmigung der National Physical Laboratory VEREINIGTES KÖNIGREICH.

Abgesehen von den üblichen Feierlichkeiten und Feierlichkeiten Ende Dezember brachte ein weiterer Leap Second dazu UTC Zeit (Koordinierte Weltzeit).

UTC ist die globale Zeitskala, die von Computernetzwerken auf der ganzen Welt verwendet wird, um sicherzustellen, dass alle die gleiche Zeit haben. Leap Seconds werden von der International Earth Rotation Service (IERS) als Reaktion auf die Verlangsamung der Erdrotation aufgrund von Gezeitenkräften und anderen Anomalien. Wenn keine Schaltsekunde eingefügt würde, würde dies bedeuten, dass UTC von GMT (Greenwich Meantime) - oft als UT1 bezeichnet - wegdriften würde. GMT basiert auf der Position der Himmelskörper, so dass die Sonne am Mittag ihren höchsten Punkt über dem Greenwich-Meridian hat.

Wenn UTC und GMT auseinanderdriften würden, würde dies das Leben für Astronomen und Landwirte erschweren und schließlich würden Tag und Nacht (wenn auch in etwa tausend Jahren) abdriften.

Normalerweise werden Schaltsekunden zur allerletzten Minute von Dezember 31 hinzugefügt, aber gelegentlich, wenn mehr als eins in einem Jahr benötigt wird, dann wird es im Sommer hinzugefügt.

Schaltsekunden sind jedoch umstritten und können auch Probleme verursachen, wenn die Ausrüstung nicht mit Schaltsekunden entwickelt wird. Zum Beispiel wurde die letzte Schaltsekunde auf 31 December hinzugefügt und der Datenbank-Riese Oracle Cluster Ready Service schlug fehl. Dies führte dazu, dass das System sich automatisch zu Neujahr neu startete.

Leap-Sekunden können auch Probleme verursachen, wenn Netzwerke mithilfe von Internet-Zeitquellen oder Geräten, die manuelle Eingriffe erfordern, synchronisiert werden. Zum Glück am meisten gewidmet NTP-Server sind mit Leap Seconds konzipiert. Diese Geräte erfordern keinen Eingriff und passen das gesamte Netzwerk automatisch an die richtige Zeit an, wenn eine Schaltsekunde vorhanden ist.

Ein dedizierter NTP-Server ist nicht nur selbstregulierend und erfordert keine manuellen Eingriffe, sondern sie sind hochgradig genau Stratum 1 Server (die meisten Internetzeitquellen sind Stratum 2-Geräte, also Geräte, die Zeitsignale von Stratum 1-Geräten erhalten, dann erneut ausgeben), aber sie sind auch hoch Sicher sein, dass externe Geräte nicht hinter der Firewall sein müssen.

Zeitsynchronisation ist extrem wichtig für moderne Computernetzwerke. In manchen Industriezweigen ist die Zeitsynchronisation absolut unerlässlich, besonders wenn es sich um Technologien wie die Flugsicherung oder die Schifffahrt handelt, bei denen Hunderte von Leben durch den Mangel an genauer Zeit gefährdet werden könnten.

Auch in der Finanzwelt ist eine korrekte Zeitsynchronisierung wichtig, da jede Sekunde Millionen von Aktien hinzugefügt oder abgewischt werden können. Aus diesem Grund folgt die gesamte Welt einer globalen Zeitskala, die als koordinierte universelle Zeit bezeichnet wird (UTC). Die Einhaltung von UTC und die genaue Einhaltung von UTC sind jedoch zwei verschiedene Dinge.

Die meisten Computeruhren sind einfache Oszillatoren, die entweder langsamer oder langsamer driften. Unglücklicherweise bedeutet dies, dass sie am Freitag, unabhängig davon, wie genau sie am Montag eingestellt sind, am Freitag verschwunden sind. Diese Abweichung kann nur ein Bruchteil einer Sekunde sein, aber es wird nicht lange dauern, bis die ursprüngliche UTC-Zeit über einer Sekunde liegt.

In vielen Branchen bedeutet dies nicht, dass der Verlust von Millionen an Aktien und Aktien an Leben und Tod liegt, aber die fehlende Zeitsynchronisierung kann unvorhergesehene Konsequenzen haben, wie zum Beispiel, dass ein Unternehmen weniger vor Betrug geschützt ist. Das Empfangen und Halten der wahren UTC-Zeit ist jedoch ziemlich einfach.

Engagiert Netzwerk-Zeitserver sind verfügbar, die das Protokoll verwendet NTP (Network Time Protocol), um die Zeit eines Netzwerks gegen eine Quelle von UTC-Zeit kontinuierlich zu überprüfen. Diese Geräte werden oft als bezeichnet NTP-Server, Zeitserver oder Netzwerkzeitserver. Das NTP-Server passt ständig alle Geräte in einem Netzwerk an, um sicherzustellen, dass die Maschinen nicht von UTC abweichen.

UTC ist von verschiedenen Quellen einschließlich des GPS-Netzwerks verfügbar. Dies ist eine ideale Quelle für UTC-Zeit, da sie sicher, zuverlässig und überall auf dem Planeten verfügbar ist. UTC ist auch über spezielle nationale Radioübertragungen verfügbar, die von ausgestrahlt werden Nationale Physiklaboratorien obwohl sie nicht überall verfügbar sind.

Wenn wir einen Blick auf unsere Uhren oder die Bürouhr werfen, nehmen wir oft an, dass die Zeit, die wir bekommen, richtig ist. Wir werden vielleicht bemerken, wenn unsere Uhren zehn Minuten schnell oder langsam sind, aber nehmen Sie wenig Beachtung, wenn sie eine Sekunde oder zwei sind.

Doch seit Tausenden von Jahren ist die Menschheit darauf aus, immer mehr zu werden genaue Uhren deren Vorteile heute in unserer Zeit der Satellitennavigation reichlich vorhanden sind, NTP-Server, das Internet und die globale Kommunikation.

Um zu verstehen, wie genau die Zeit gemessen werden kann, ist es zunächst wichtig, das Konzept der Zeit selbst zu verstehen. Die Zeit, wie sie seit Jahrtausenden auf der Erde gemessen wird, ist ein anderes Konzept als die Zeit selbst, die, wie Einstein uns mitteilte, Teil des Gefüges des Universums selbst ist, das er als vierdimensionale Raumzeit beschreibt.

Aber wir haben die Zeit historisch nicht auf der Zeit selbst gemessen, sondern auf der Rotation unseres Planeten in Bezug auf die Sonne und den Mond. Ein Tag wird in 24-gleiche Teile (Stunden) unterteilt, von denen jede in 60-Minuten unterteilt ist und die Minute in 60-Sekunden unterteilt ist.

Es wurde jedoch nun erkannt, dass die Messzeit auf diese Weise nicht als genau betrachtet werden kann, da die Erdrotation von Tag zu Tag variiert. Alle möglichen Variablen wie Gezeitenkräfte, Hurrikane, Sonnenwinde und sogar die Schneemenge an den Polen beeinflussen die Geschwindigkeit der Erdrotation. Tatsächlich, als die Dinosaurier anfingen, die Erde zu durchstreifen, wäre die Länge eines Tages, wie wir es jetzt messen, nur 22 Stunden gewesen.

Unsere Zeitmessung basiert nun auf dem Übergang von Atomen mit Atomuhren mit einer Sekunde basierend auf 9,192,631,770-Perioden der Strahlung, die durch den Hyperfeinübergang eines nichtionisierten Cäsiumatoms im Grundzustand emittiert wird. Das hört sich kompliziert an, ist aber nur ein atomarer "Tick", der sich nie ändert und daher einen sehr genauen Bezug zu unserer Zeit bieten kann.

Atomuhren benutzen diese Atomresonanz und können die Zeit so genau behalten, dass eine Sekunde nicht einmal in einer Milliarde Jahre verloren geht. Moderne Technologien nutzen alle diese Präzision und ermöglichen viele der heutigen Kommunikations- und Welthandelsaktivitäten mit der Nutzung der Satellitennavigation, NTP-Server und die Flugsicherung verändert die Art und Weise, wie wir unser Leben leben.

Network Time Protocol wurde entwickelt, um Computer synchronisiert zu halten. Alle Computer sind anfällig für Drift und genaue Timing ist für viele zeitkritische Anwendungen unerlässlich.

Eine Version von NTP ist auf den meisten Versionen von Windows installiert (obwohl eine abgespeckte Version namens SNTP - Simplified NTP - in älteren Versionen ist) und Linux, aber kann kostenlos von NTP.org heruntergeladen werden.

Beim Synchronisieren eines Netzwerks ist es vorzuziehen, einen dedizierten zu verwenden NTP-Server Das empfängt eine Timing-Quelle von einem Atomuhr entweder über spezielle Funkübertragungen oder die GPS-Netzwerk. Es sind jedoch viele Internetzeitverweise verfügbar, einige zuverlässiger als andere, obwohl zu beachten ist, dass internetbasierte Zeitquellen nicht mit NTP authentifiziert werden können, sodass Ihr Computer anfällig für Bedrohungen ist.

NTP ist hierarchisch und in Stratum angeordnet. Stratum 0 ist eine Timing-Referenz, während Stratum 1 ein Server ist, der mit einer Stratum 0-Timing-Quelle verbunden ist, und ein Stratum 2 ist ein Computer (oder Gerät), der an einen Stratum 1-Server angeschlossen ist.

Die Grundkonfiguration von NTP erfolgt mit der Datei /etc/ntp.conf, die Sie bearbeiten müssen und die IP-Adresse von Stratum 1 und Stratum 2 Servern. Hier ist ein Beispiel für eine grundlegende ntp.conf-Datei:

Server xxx.yyy.zzz.aaa bevorzugt (Zeitserveradresse wie time.windows.com)

123.123.1.0 Server

Server 122.123.1.0 Stratum 3

Driftdatei / etc / ntp / drift

Die grundlegendste ntp.conf-Datei listet 2-Server auf, einen, den sie auch synchronisieren möchte, und eine IP-Adresse für sich. Es ist ein guter Haushalt, mehr als einen Server als Referenz zu haben, falls einer ausfallen sollte.

Ein Server mit dem Präfix "prefer" wird für eine vertrauenswürdige Quelle verwendet, die sicherstellt, dass NTP diesen Server nach Möglichkeit immer verwendet. Die IP-Adresse wird bei Problemen verwendet, wenn NTP mit sich selbst synchronisieren wird. In der Drift-Datei erstellt NTP eine Aufzeichnung der Driftrate der Systemuhr und passt sie automatisch an.

NTP passt die Systemzeit nur langsam an. NTP erwartet mindestens zehn Informationspakete, bevor er der Zeitquelle vertraut. Um NTP zu testen, ändern Sie einfach Ihre Systemuhr um eine halbe Stunde am Ende des Tages und die Uhrzeit am Morgen sollte korrekt sein.

Genaue Zeit mit Atomic Clocks ist verfügbar in Nordamerika mit dem WWVB Atomuhrzeit Signal übertragen von Fort Collins, Colorado; Es bietet die Möglichkeit, die Uhrzeit von Computern und anderen elektrischen Geräten zu synchronisieren.

Das nordamerikanische WWVB-Signal wird von NIST - das Nationale Institut für Standards und Technologie. WWVB hat eine hohe Sendeleistung (50,000 Watt), eine sehr effiziente Antenne und eine extrem niedrige Frequenz (60,000 Hz). Zum Vergleich sendet ein typischer AM-Radiosender mit einer Frequenz von 1,000,000 Hz. Die Kombination von hoher Leistung und niedriger Frequenz gibt den Funkwellen von WWVB eine Menge Bounce und diese einzelne Station kann daher die gesamten kontinentalen Vereinigten Staaten sowie einen Großteil von Kanada und Zentralamerika abdecken.

Die Zeitcodes werden von WWVB unter Verwendung eines der einfachsten möglichen Systeme und mit einer sehr niedrigen Datenrate von einem Bit pro Sekunde gesendet. Das 60,000-Hz-Signal wird immer gesendet, aber jede Sekunde wird es für eine Dauer von 0.2, 0.5 oder 0.8 Sekunden stark reduziert: • 0.2 Sekunden reduzierte Leistung bedeutet eine binäre Null • 0.5 Sekunden reduzierte Leistung ist eine binäre Eins. • 0.8 Sekunden reduzierter Leistung ist ein Trennzeichen. Der Zeitcode wird in BCD (Binary Coded Decimal) gesendet und zeigt Minuten, Stunden, Tag des Jahres und Jahres sowie Informationen über Sommerzeit und Schaltjahre an.

Die Zeit wird mit 53-Bits und 7-Separatoren übertragen und benötigt daher 60-Sekunden für die Übertragung. Eine Uhr oder Uhr kann eine extrem kleine und relativ einfache Antenne und einen Empfänger enthalten, um die Information in dem Signal zu dekodieren und die Zeit der Uhr genau einzustellen. Alles, was Sie tun müssen, ist die Zeitzone einzustellen, und die Atomuhr zeigt die korrekte Zeit an.

Engagiert NTP Zeitserver die auf das WWVB-Zeitsignal abgestimmt sind, stehen zur Verfügung. Diese Geräte verbinden sich wie alle anderen Server mit einem Computernetzwerk, nur diese empfangen das Timing-Signal und verteilen es über das Netzwerk an andere Rechner im Netzwerk NTP (Network Time Protocol).

Bis 1967 wurde die Sekunde mit der Bewegung der Erde definiert, die sich einmal jede 24-Stunden um ihre Achse dreht, und es gibt 3,600-Sekunden in dieser Stunde und 86,400 in 24.

Das wäre gut, wenn die Erde pünktlich wäre, aber das ist es nicht. Die Rotationsgeschwindigkeit der Erde ändert sich jeden Tag um Tausende von Nanosekunden, was zu einem großen Teil auf Wind und Wellen zurückzuführen ist, die sich um die Erde drehen und einen Widerstand erzeugen.

Im Laufe von Tausenden von Tagen können diese Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit dazu führen, dass der Spin der Erde nicht mehr mit den hochpräzisen Atomuhren übereinstimmt, die wir zur Aufrechterhaltung des UTC-Systems verwenden (Coordinated Universal Time) ticken über. Aus diesem Grund wird die Erdrotation mit Hilfe der fernen Blitze einer Art kollabierten Stern, einem sogenannten Quasar, der viele Millionen Lichtjahre entfernt mit einem ultrapräzisen Rhythmus blinkt, überwacht und zeitlich abgestimmt. Indem man den Spin der Erde gegen diese weit entfernten Objekte beobachtet, kann man herausfinden, um wie viel sich die Rotation verlangsamt hat.

Sobald eine Sekunde der Verlangsamung aufgebaut wurde, hat der Internationale Earth Rotation Service (IERS), empfiehlt a Schaltsekunde hinzugefügt werden, in der Regel am Ende des Jahres.

Andere Komplikationen entstehen, wenn es darum geht synchronisieren die Erde auf eine Zeitskala. In 1905 zeigte Albert Einsteins Relativitätstheorie, dass es keine absolute Zeit gibt. Jede Uhr, überall im Universum, tickt mit einer anderen Geschwindigkeit. Für GPS ist dies ein enormes Problem, da sich herausstellt, dass die Uhren der Satelliten um fast 40,000 Nanosekunden pro Tag relativ zu den Uhren auf dem Boden abweichen, weil sie hoch über der Erdoberfläche (und daher in einem schwächeren Gravitationsfeld) liegen bewegen sich schnell relativ zum Boden.

Und während das Licht in dieser Zeit vierzigtausend Fuß zurücklegen kann, können Sie das Problem sehen. Die Einstein-Gleichungen, die zuerst in 1905 und 1915 niedergeschrieben wurden, werden verwendet, um diese Zeitverschiebung zu korrigieren, so dass das GPS funktioniert und die Flugzeuge sicher navigieren können GPS NTP-Server um die richtige Zeit zu erhalten.