“Hoe lang duurt een seconde”, lijkt een eenvoudige vraag.
Je zou zeggen: 1 etmaal = 24 x 60 x 60 seconden, dus een seconde duurt 1/86.400ste deel van een etmaal. Astronomen en natuurkundigen hebben het iets ingewikkelder gemaakt.
 |
Rond 1870 merkte de Amerikaanse astronoom Simon Newcomb dat de berekende banen van planeten en posities van de Maan steeds meer voorliepen op de waarnemingen en dit nam toe naarmate de tijd verstreek. De afwijking was zeer klein en kon alleen met behulp van buitengewoon nauwkeurige klokken worden bepaald.
 |
 |
De klok van Charles Grottendieck (links) en die van John Poole (rechts) zijn van die klokken.
Newcomb begreep niet wat de oorzaak van de afwijking was en dacht in eerste instantie aan een rekenfout.
Na alles nog eens goed te hebben bekeken, concludeerde hij dat de oorzaak voor het tijdsverschil ergens anders gezocht moest worden.
Newcomb besloot dat de afnemende snelheid van de aardrotatie de oorzaak moest zijn van de waargenomen afwijkingen. Aan hem danken we zelfs een wiskundige formule waarmee de vertraging is te berekenen: de Formule van Newcomb.
Met deze oplossing was er wel een groot probleem bijgekomen: De eenheid, de seconde, was ineens variabel!
In 1956 werd door de Internationale Commissie voor Maten en Gewichten de gemiddelde seconde van het jaar 1900 als referentie genomen. De seconde wordt gedefinieerd als het 1/31.556.925,9747ste deel van het jaar 1900 ofwel het 1/86.400ste deel van een gemiddeld etmaal in 1900.
Deze definitie was niet handig, want niemand kon meer meten hoe lang het jaar 1900 precies geduurd had en niemand had die seconde in een fles bewaard…
Alleen wiskundig kon worden berekend, met behulp van de Formule van Newcomb, hoe lang die seconde was.
In 1956 neemt het Internationaal Comité voor Maten en Gewichten de referentieseconde van het jaar 1900 als eenheid over.Met deze nieuw gedefinieerde seconde begint men een nieuwe tijdrekening de TAI (of IAT): Temps Atomique International.
Atoomklok
Immiddels bestond er de atoomklok die in 1948 door Harold Lyons werd ontworpen. De maximale afwijking is 1 seconde per 300.000 jaar, waarmee zij alle andere klokken qua nauwkeurigheid overtreft (foto).
Het jaar 1 TAI
De kalender die we op het werk gebruiken begint bij de geboorte van Christus. De mohammedaanse kalender start bij de Hidzjra, het moment dat de profeet Mohammed in het jaar 622 van onze tijdrekening van Mekka naar Medina trok. De joden beginnen te tellen vanaf het ontstaan van de wereld dat zou hebben plaatsgevonden in 3761 vóór Christus. De Chinezen zijn beginnen te tellen in 2697 vóór Christus bij de kroning van de eerste Chinese koning.
Het werd dus tijd dat ook de natuurkunde haar kalender had en zo werd in Parijs beslist om de TAI-kalender te starten op 1 januari 1958 om 0u 00min 00sec.
De cesium-atoomklok blijkt zo bruikbaar dat in 1967 op de Algemene Conferentie voor Maten en Gewichten in Parijs, de seconde gelijk gesteld wordt aan de duur van 9.192.631.770 perioden van de straling die wordt opgewekt bij de overgang tussen twee hyperfijne niveaus van de grondtoestand van het Cs113 atoom.
Hij is gelijk aan het 86400ste deel van een gemiddeld etmaal in 1900.
Neem dit gewoon maar aan, want het gaat ook de KlokkenDokter zijn petje te boven!
Universele tijd
Door de vertraging van de aardrotatie duurt iedere dag ongeveer 1/500ste seconde langer. Het verschil met de TAI is nu al 33 seconden!
Astronomen op de nul-meridiaan in Greenwich (foto) waken er over dat alles in de pas blijft lopen. Zij houden de Zon in de gaten en bepalen de UT, de Universele Tijd.
Als het verschil tussen TAI en UT meer dan 0,9 seconden is, wordt er aan het einde van het jaar een schrikkelseconde ingevoerd. Die dag duurt dan 86.401 seconden.
Zo werd het op 31 december 1998 eerst 23u 59min 59sec. dan 23u 59min 60sec vooraleer het 00u 00min 00sec werd. Nieuwjaar viel toen 1 seconde later.
Deze gecorrigeerde tijd heet de UTC: de Gecoördineerde Universele Tijd. Hij volgt getrouw de TAI tot hij meer dan 0,9 seconden verschilt van de UT. Dan wordt er één seconde, de schrikkelseconde bijgeteld op het einde van het jaar. Op deze manier verschilt de UTC steeds een geheel aantal seconden van de TAI.