News Mond-Erforschung: Atomuhren ticken zu schnell - neuer Standard in Arbeit

[PCGH-Redaktion]

Der Mond soll einen eigenen Zeitstandard erhalten, da zur Erdzeit eine kleine, aber relevante Abweichung herrscht. Ein "hochpräzises Netz an Uhren" soll genaue Messungen liefern.

Was sagt die PCGH-X-Community zu Mond-Erforschung: Atomuhren ticken zu schnell - neuer Standard in Arbeit

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[Incredible Alk]

Naja... Eigentlich gehen die Uhren auf dem Mond nicht zu schnell sondern die auf der Erde zu langsam.
Streng genommen gehen beide Uhren zu langsam nur die auf der Erde noch langsamer.

Und noch strenger genommen stimmen die sowieso selbst (annähernd) gravitationsfrei betriebene Uhren nur für den Beobachter im gleichen Inertialsystem. Es ist ja nicht nur die Raumkrümmung die die Zeit verlangsamt sondern auch die Relativbewegung zueinander.

Ich bin gespannt wie die Verantwortlichen das alles unter einen theoretischen Hut bekommen.

 

[RyzA]

Ist es nicht normal das die Zeit auf der Erde langsamer vergeht als auf dem Mond?
Die Erde hat ja auch mehr Masse und demnach mehr Gravitation.

 

[Mephisto_xD]

Nur um ein bisschen Kontext zu geben: 56 Mikrosekunden pro Tag klingen vielleicht nicht viel, ist aber für wissenschaftliche Anwendungen absolut katastrophal. Selbst die billigsten Atomuhren, Standardgeräte mit einem Preisschild von weniger als 5000$ driften weniger als 0.1 ns PRO MONAT. Richtig gute Atomuhren sind noch etliche Größenordnungen besser, und essentiell z.B. für die Synchronisierung von Radioteleskopen.

In diesem Fall ist der Drift natürlich nicht durch die Uhr verursacht, sondern durch die Schwerkraftunterschiede. Die sieht man hier auf der Erde auch, die besten Atomuhren sind mittlerweile so genau, dass sie Höhenunterschiede von weniger als einem Meter vermessen können. Aber auf der Erde kann man Uhren relativ einfach* über glasfaserbasierte Infrastruktur synchronisieren. Im All, und mit deutlich größeren Distanzen, dürfte das schwieriger werden.

* es ist mit der aktuellen Präzision nicht wirklich einfach, da selbst Vibrationen in der Glasfaser die Frequenz des übertragenen Lichts messbar beinflusst und aktiv kompensiert werden müssen. Im All ist zumindest dieser Teil einfacher.

st es nicht normal das die Zeit auf der Erde langsamer vergeht als auf dem Mond?
Die Erde hat ja auch mehr Masse und demnach mehr Gravitation.

Es ist absolut normal. Die Normalität hilft aber leider nicht beim Uhrensynchroniseren.

 

[Incredible Alk]

Die sieht man hier auf der Erde auch, die besten Atomuhren sind mittlerweile so genau, dass sie Höhenunterschiede von weniger als einem Meter vermessen können.

Ok das ist beeindruckend. Ich wusste noch von den Experimenten von wegen einer bleibt unten der andere fliegt Flugzeug (also Gravitation + Relativbewegung) aber dass man so wenig gravitationsunterschied schon per Uhr messen kann ist krass.

 

[Mephisto_xD]

Ok das ist beeindruckend. Ich wusste noch von den Experimenten von wegen einer bleibt unten der andere fliegt Flugzeug (also Gravitation + Relativbewegung) aber dass man so wenig gravitationsunterschied schon per Uhr messen kann ist krass.

Hach, schön dass noch andere den Wert von an Esoterik grenzender Metrologie sehen

Wer zu den Höhenmessungen per Uhr noch etwas nachlesen will, ist am besten bei der physikalisch technischen Bundesanstalt (PTB) aufgehoben, die gehören in dem Bereich nämlich zur Weltspitze.

Hier ist eine Presseveröffentlichung von 2013, in der zwei Atomuhren per Glasfaserlink verglichen wurden, und so der Höhenunterschied auf 4 mm (!) bestimmt werden konnte.

Und hier ist der neuste Schrei, eine "portable" Atomuhr in einem Autoanhänger, die man durch die Gegend fahren kann und danach mit einer stationären Uhr vergleicht, um das Höhenprofil der Fahrt auf immerhin 33 cm genau auszumessen.

 

[RyzA]

Echt beeindruckend wie genau die sind!

Bist du Physiker @Mephisto_xD ?

 

[XT1024]

schließlich ist Präzision ein wichtiges Element für Weltraumexpeditionen - unter anderem für die Navigation auf der Oberfläche

Ist das für diesen Fall nicht wurscht, so lange man das berücksichtigt? Dort wird man ja kaum auf unser GPS setzen.
Wenn meine Uhr 17 Minuten falsch eingestellt ist und ich das umrechnen kann, komme ich ja auch nicht zu spät.


Nunja, so lange Ryanair keine Mondflüge anbietet, ist mir das eh zu teuer.

 

[Mephisto_xD]

Echt beeindruckend wie genau die sind!

Bist du Physiker @Mephisto_xD ?

Ja, ist aber nicht mein Fachgebiet. Ich benutz die "billigen" Atomuhren nur ab und zu mal, und bin immer wieder beeindruckt wie genau selbst diese Standardware Zeit vermisst.

Denn was Vielen nicht bewusst ist: Gerade weil wir Zeit so unglaublich gut messen können, sind eine ganze Menge andere Messgrößen letztlich Zeitmessungen. Das gängige Beispiel ist die Distanz, die über die Zeit und die Lichtgeschwindigkeit vermessen wird (dank günstiger Laserrangefinder mittlerweile selbst beim Hobbybau).

Ein weniger bekanntes Beispiel ist z.B. die elektrische Spannung. In den meisten Voltmetern wird die nämlich nicht "direkt", sondern über die Zeit, die es braucht einen Kondensator umzuladen gemessen. Umgekehrt sind Präzisionsspannungsquellen in der Regel keine Linearschaltungen, sondern PWM-basiert mit entwprechender Glättung dahinter. Denn SchaltZEITEN hat man im Mikrovoltbereich besser im Griff als Widerstände.

 

[MyticDragonblast]

Ich bin gespannt wie die Verantwortlichen das alles unter einen theoretischen Hut bekommen.

DGL und dann Taylorentwicklung bis zum geht nicht mehr. Zumindest mittelfristig so ziemlich das Standardvorgehen. Dann hat man jedenfalls in der Anwendung eine Näherung, die brauchbar ist, bis die Theorie was Ausgefeilteres liefert.

 

[BxBender]

Tja, bei denen "tickts" wohl, hahaha ^^

 

[MyticDragonblast]

Ist das für diesen Fall nicht wurscht, so lange man das berücksichtigt? Dort wird man ja kaum auf unser GPS setzen.
Wenn meine Uhr 17 Minuten falsch eingestellt ist und ich das umrechnen kann, komme ich ja auch nicht zu spät.

Die Umrechnung ist nicht linear, sonst könnte man sich den Aufwand natürlich sparen.