Mondzeit

9.4.2024

„Das ist der Mond. Unser Schultheiß hat ihn für drei Taler gekauft und an den Eichbaum befestigt. Er muß täglich Öl aufgießen und ihn rein erhalten, damit er immer hell brennt. Dafür erhält er von uns wöchentlich einen Taler.“ (Gebrüder Grimm: Der Mond)

Wie spät ist es auf dem Mond? Was für eine Frage! Genauso so spät wie auf der Erde, natürlich. Der Mond hat keine eigene Uhrzeit. Doch das wird sich ändern...

Die Amerikaner wollen im übernächsten Jahr auf dem Mond landen und sich häuslich einrichten. Vier Jahre später kommen die Chinesen und weitere zehn Jahre danach die Inder. Es herrscht dann reger Verkehr auf der Mondoberfläche und im mondnahen Weltraum. Für eine sichere Kommunikation und präzise Ortsbestimmung ist eine Mondzeit auf der Basis von Atomuhren - wie auf der Erde - unabdingbar.

Davon abgesehen ist die korrekte Angabe der lunaren Tageszeit nur möglich mit mondbasierten Uhren, denn die Mondzeit vergeht schneller als die Erdzeit, und zwar um 58,7 Mikrosekunden pro Tag. Bei Verwendung der Erdzeit müsste die Zeitangabe auf dem Mond immer wieder neu eingestellt werden. Da ein Mondtag etwa vier Erdwochen dauert, müssten immer am Ende des Tages alle Monduhren um 1,6 Millisekunden vorgestellt werden. Das ist eine lästige Angelegenheit, so dass eine eigene Mondzeit vorteilhaft ist.

In Analogie zur Coordinated Universal Time UTC auf der Erde soll nun eine Coordinated Lunar Time LTC auf dem Mond eingeführt werden. Die Definition wird von der NASA in den kommenden zwei Jahren erarbeitet. Das Prinzip soll auch auf die weiteren Planeten anwendbar sein. So wird als Nächstes die Coordinated Martian Time MTC für die Projekte auf dem Mars benötigt.

Wie auf der Erde werden auf dem Mond und später auf dem Mars Atomuhren installiert, die folgende Sekunden-Definition haben:

„Die Sekunde, Einheitenzeichen s, ist die SI-Einheit der Zeit. Sie ist definiert, indem für die Cäsiumfrequenz Δν, der Frequenz des ungestörten Hyperfeinübergangs des Grundzustands des Cäsiumatoms 133, der Zahlenwert 9 192 631 770 festgelegt wird, ausgedrückt in der Einheit Hz, die gleich 1/s ist.“
Wie oben ausgeführt, ist die Mondsekunde kürzer als die Erdsekunde, und zwar um 0,0000000679%. Dieser Wert geht ein als Korrekturfaktor in die Berechnung der GPS-Koordinaten eines Global Lunar Positioning Systems GLPS.

Dass die Zeit im Universum nicht konstant ist, sondern abhängig von Geschwindigkeit und Gravitation, hat Albert Einstein 1915 in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie formuliert. Insbesondere treten bei großen Massen mit großen Gravitationsbeschleunigungen an ihrer Oberfläche relativistische Effekte wie beispielsweise der Zeitdilatation auf. Diese bewirkt, dass alle inneren Prozesse eines physikalischen Systems relativ zu einem äußeren Beobachter langsamer ablaufen: „Die Uhren gehen langsamer.“ Für einen Beobachter im Weltraum oder auf dem Mond läuft demnach die Zeit auf der Erde langsamer ab.

Letztendlich symbolisiert die neu einzuführende Mondzeit einen großen Schritt in Richtung Emanzipation für den Erdtrabanten. Von nun an können der Mond und alle, die ihn bewohnen, ein eigenes Leben führen, im Takt der Mondzeit und unabhängig von der Rhythmik der großen blauen Kugel namens Erde.

Wir können nur hoffen, dass sich auch die Mond-Ureinwohner, die noch nicht entdeckt wurden, baldmöglichst für die lunare Zeit LTC entscheiden.

Quellen:

https://www.heise.de/news/Eine-eigene-Uhrzeit-fuer-den-Mond-NASA-soll-koordinierte-Mondzeit-ausarbeiten-9673915.html
https://www.inforadio.de/rubriken/leben/100-sekunden-leben/2024/04/mondzeit-usa-regierung-nasa-relativitaets-theorie.html
https://www.nationalgeographic.de/wissenschaft/2023/07/was-ist-mondzeit-warum-eine-einheitliche-zeitmessung-immer-relevanter-wird
https://de.wikipedia.org/wiki/Allgemeine_Relativitätstheorie
https://de.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System
https://de.wikipedia.org/wiki/Koordinierte_Weltzeit
https://de.wikipedia.org/wiki/Atomuhr
https://www.p-domain.de/aufsaetze/das-ende-der-welt.html
https://www.planet-wissen.de/geschichte/persoenlichkeiten/albert_einstein_das_jahrhundert_genie/pwiespezielleundallgemeinerelativitaetstheorie100.html
https://www.textlog.de/grimm/maerchen/der-mond

Anhang 1 Albert Einstein

Albert Einstein in einem Tondokument aus dem Jahr 1924
Quelle: https://www.swr.de/swr2/wissen/archivradio/albert-einstein-1924-meine-relativitaetstheorie-102.html

In dem Originalton aus dem Jahr 1924 schildert der Nobelpreisträger Albert Einstein, wie er zur Formulierung der Relativitätstheorie kam. Sieben Jahre lang, von 1898 bis 1905, habe er nachgedacht. Dann kam er darauf, dass die herkömmlichen Gesetze von Raum und Zeit sich von Erlebnissen ableiten. Und dass neue Erfahrungen dazu führen können, diese Gesetze zu ändern.

Text des Soundtracks:

"Von der Jugend an war mein ganzes wissenschaftliches Streben auf die Vertiefung der Grundlagen der Physik gerichtet. Viele sonstige Gesichtspunkte und Bedürfnisse im engeren Sinne wirkten nur sekundär auf mich. Von diesem Streben und seinem bisherigen Resultat gebe ich hier einen kurzen Bericht, in dem ich alles weglasse, was ich mir gelegentlich oder gewissermaßen zufällig beschäftigt.

Mein erstes Problem lag in der scheinbaren Unvereinbarkeit des Gesetzes der Lichtausbreitung bzw. der Lorentzschen Theorie mit der erfahrungsmäßig gültigen Gleichwertigkeit aller Inertialsysteme. Nach siebenjährigem vergeblichen Nachdenken1898 bis 1905 kam mir plötzlich die Lösung mit dem Gedanken, dass unsere Begriffe und Gesetze über Raum und Zeit nur insofern Geltung beanspruchen dürfen, als sie mit den Erlebnissen in klaren Beziehungen stehen und dass die Erfahrungen sehr wohl dazu führen können, dass wir diese Begriffe und Gesetze abändern.

Durch eine Revision des Begriffes der Gleichzeitigkeit und der Gestalt starrer Körper gelangte ich so zur speziellen Relativitätstheorie, deren vierdimensionale mathematische Formulierung allerdings erst drei Jahre später von Minkowski gefunden wurde. Bei dem Versuche, das Gesetz der Gravitation dieser speziellen Relativitätstheorie einzugliedern, drängte sich mir Ende 1907 die Überzeugung auf, dass der Raumzustand eines Gravitationsfeldes identisch sei mit dem Zustand eines von einem Gravitationsfelde freien Raumes, wenn dieser nur auf ein beschleunigtes Koordinatensystem wie dem der plastischen Mechanik bezogen wird. Diese Erkenntnis, kurz als Äquivalenzprinzip bezeichnet, in Verbindung mit der natürlichen Tendenz, das Relativitätsprinzip zu verallgemeinern, führte mich zur allgemeinen Relativitätstheorie, deren Fundament mir Ende 1915 widerspruchsfrei belegt werden konnte. Die Hauptschwierigkeit lag in dem Versagen der Euklidischen Geometrie und in der Schwierigkeit, ohne Zugrundelegung dieser durch physikalische Gesetze doch einen klaren Sinn zu geben.

Das andere große Problem, mit dem ich mich seit etwa 1900 befasst habe, ist das der Strahlungs- und Quantentheorie. Angeregt durch Wiens und Plancks Forschungen erkannte ich, dass Mechanik und Elektrodynamik in einem unlösbaren Widerspruch zu den Erfahrungstatsachen stehen und trug dazu bei, jenen Komplex von Ideen zu schaffen, der unter dem Namen Quantentheorie bekannt ist und der, insbesondere durch Bohr, zu großer Fruchtbarkeit sich entwickelt hat. Den Rest meines Lebens werde ich wohl der grundsätzlichen Klärung dieses Problems widmen, wie gering auch die Aussichten auf ein Erreichen dieses Zieles erscheinen möge."

(Quelle: Deutsches Rundfunkarchiv)

Anhang 2 Die Prinzen

Songtext von "Mann im Mond" (Die Prinzen, 1991):