Zeitskala
Der Begriff Zeitskala hat sowohl eine streng quantitative als auch eine eher qualitative Bedeutung. Beide Sichtweisen können die Grundlage entsprechender Zeitsysteme sein.
Quantitativ exakte Zeitskala
Im Bereich der meisten Naturwissenschaften und der Technik bedeutet „Zeitskala“ einen scharf definierten, regelmäßigen Verlauf der Zeitachse, auf welche gemessene oder berechnete Zeitpunkte bezogen werden können. Solche Skalen bilden einen genauen Maßstab der Zeitmessung und haben
- als Grundlage prinzipiell die Erdrotation, wegen ihrer kleinen Unregelmäßigkeiten jedoch auch
- ein physikalisches Modell, das für die technische Anwendung genügend genau realisiert sein muss (z. B. durch Zeitsignale oder Atomuhren), und einen genau festgelegten Nullpunkt.
- Soll die Zeitskala genauer als 1 Sekunde pro Jahr sein, muss sie auch kleine Unregelmäßigkeiten der Erdrotation und relativistische Effekte berücksichtigen.
Die wichtigsten Zeitskalen sind jene, die auf der Greenwich Mean Time und damit auf der Erdrotation beruhen:
- Die Weltzeit oder Universal Time (UT1). Sie hängt mit der wahren Erdrotation über die Sternzeit zusammen und entspricht der mittleren Sonnenzeit in Greenwich.
- Die Koordinierte Weltzeit (UTC) entspricht der mittleren Erdrotation, beruht aber auf der Atomzeit mit der Atomsekunde. Durch Schaltsekunden wird sichergestellt, dass die UTC nie mehr als 0,9 Sekunden von UT1 abweicht.
Eine Zwischenfunktion hat
- die Internationale Atomzeit (TAI), die durch ein weltweites Netz von Atomuhren dargestellt wird. Ihre Grundlage, die SI-Sekunde, wurde aus der Erdrotation von 1900 bis 1905 abgeleitet. Sie läuft synchron zur UTC, abgesehen von deren Schaltsekunden.
- die GPS-Zeit, ebenfalls synchron zur TAI.
Hingegen brauchen Astronomie, Himmelsmechanik und Raumfahrt den strengen Bezug zur Bahnbewegung der Erde um die Sonne.
- Die Ephemeridenzeit (ET) wurde um 1960 eingeführt. Gestützt auf die Atomsekunde, wurden in dieser völlig gleichmäßigen Zeitskala die Bewegungen im Sonnensystem berechnet.
- Die Terrestrische Zeit TT löste die Ephemeridenzeit um 1984 ab. Sie läuft bis auf eine feste Differenz synchron zur TAI, ihr Unterschied Delta T zur Weltzeit wird aber langsam größer und beträgt derzeit etwa 69 Sekunden.
- Die Baryzentrische Dynamische Zeit TDB wurde als weiterer Nachfolger der Ephemeridenzeit eingeführt. Sie unterscheidet sich auf der Erde aufgrund relativistischer Effekte von der TT, jedoch nur um maximal 2 ms.
Im Gegensatz zu Zeitskalen dieses strengen Sinns stehen relative Zeitmessungen – z. B. mit einer Stoppuhr – wo der Nullpunkt wegen der bloßen Messung einer Zeitdifferenz beliebig sein kann. Im Alltag überwiegt diese Bedeutung des Wortes „Zeit“ und kann daher dem jeweiligen Zweck gut angepasst werden.
Qualitative Zeitskalen
Qualitative Zeitskalen sind hingegen dann vorzuziehen, wenn der genaue „Maßstab“ weniger wichtig ist als die Aufeinanderfolge der betrachteten Phänomene. Solche Zeitskalen listen Ereignisse oder Abschnitte, die zu einem bestimmten Zeitpunkt stattgefunden haben, in ihrer Reihenfolge auf. Doch die genaue Zeitdauer zwischen ihnen ist weniger wichtig als die gegenseitige Zuordnung verschiedener Ereignisreihen.
„Zeit“ wird hier als eine Art Distanz zwischen zwei oder mehr Ereignissen verstanden, die Zeitskala ist eine systematische Folge dieser Ereignisse und sichert ihren Zusammenhang. Je nach Zweck einer Zeitskala bedient sie sich einer geeigneten Zeiteinheit (Sekunde, Tag, Jahr usw.). So würde zum Beispiel eine Darstellung von Erdzeitaltern in der Maßeinheit Sekunde dem Zweck der Veranschaulichung nicht dienlich sein, meist wählen die Geologen hier sogar als Einheit die Jahrmillion.
In der Geschichtswissenschaft kann manchmal ohne strenges Zeitmaß gearbeitet werden, wenn z. B. statt der Jahre die Aufeinanderfolge von Dynastien den Zeitrahmen bestimmt.