News DLR: Laseruhr weicht nur eine Sekunde in 30 Millionen Jahren ab

[ShiftC]

Endlich mal eine vernünftige Zeitreferenz für Frametimeanalysen und VRR. Da verpasst der Profi keinen Frame mehr und trifft jetzt garantiert immer, ohne tearing. Jetzt muss die Wellenlänge noch justierbar sein, damit der Zocker auch RGB Sync machen kann.

 

[arvan]

Endlich was für meinen Backofen. Es nervt wirklich, da immer korrigierend eingreifen zu müssen.

Bei mir ist es die Mikrowelle, sie scheint in einer anderen Einheit zu rechnen und geht extrem schnell vor.

 

[ThoughtPolice]

Wozu braucht man so etwas?
Die Uhr in unserer Firma stellt sich seit Jahrzehnten automatisch um. Darum kümmert sich sogar der Chef persönlich. Vormittags geht meine Uhr 5 Minuten nach und Nachmittags 5 Minuten vor. Dank unserer Uhr kann ich meine Zeit immer korrigieren.

 

[Poati]

Naja nicht schleht, aber es wird wohl je niemand überpfüfen können, weil keiner weiss was in 30Mio Jahren so abläuft

Naja mal ein kleiner Denkanstoß: Ich muss auch nur 3 Millionen Jahre warten, dann kann ich vermutlich eine Zehntel Sekunde Abweichung messen. Das ist lediglich in greifbaren Zahlen ausgedrückt, dass diese Uhr verdammt genau läuft.

 

[Blutschlumpf]

Wir haben verschiedene Zeitzonen in Europa. Dass zu verhindern war auch nie Aufgabe der Zeitumstellung.

Darum habe ich auch Spanien und nicht Portugal geschrieben.
Von Spanien bis Polen hast du aktuell eine Zeitzone.
Ob das die Aufgabe war ist belanglos, es ist der Grund warum die Umstellung nicht abgeschafft wird.

 

[Che-Tah]

@Che-Tah
Die Entfernung zur Sonne ist egal. Wichtig ist nur der Geschwindigkeitsunterschied zwischen Uhr und Beobachter (wir auf der Erde).

Das die Zeit am Berg anders vergeht als auf Seehöhe liegt aber nicht an der Umfangsgeschwindigkeit der Erde, sondern an der Masse der Erde. (Erdanziehungskraft wird geringer)

Jede Masse im hat Einfluss auf die Zeit, und die Sonne ist eben die größte Masse in unserem Solarsystem.

 

[LeahpaR]

eine Uhr, deren Nutzen sich mir nicht erschließt

Im Weltall vergeht die Zeit schneller als auf der Erde. Damit z.B. GPS richtig gemessen/berechnet werden kann, muss der Zeitunterschied so genau wie möglich berücksichtigt werden. Je genauer der Zeitunterschied gemessen werden kann, umso genauer ist die Berechnung der Koordinaten.

 

[MeisterOek]

finde es immer wieder faszinierend so etwas zu lesen zu was die Menschheit eigentlich im Stande ist...

Einfach Mal ins Deutsche Museum München und/oder Wissenschaftszeitschriften lesen. Leider bekommen wir im Alltag durch das Internet und Social Media immer mehr Inhalte von "dummen" Menschen vorgesetzt. Diese werden dann auch noch viel stärker geteilt und wissenschaftliche Durchbrüche geraten gänzlich in den Hintergrund, aber die gibt es immer noch. In die Bubble muss man aber bewusst rein.

 

[theGucky]

Man muss nur hoffen, das es keinen Stromausfall gibt oder die Batterien leer werden...

 

[22428216]

Wieviel Fördergelder wohl da drin stecken in diesen Blödsinn. Deutschland mal wieder im Elfenbeinturm. Woanders entwickelt man AI, Kernkraftwerke, Raumfahrt und hier bewundern wir eine Uhr, deren Nutzen sich mir nicht erschließt

Du hast den Artikel aber schon gelesen, oder?
Was denkst Du denn, wofür man diese genaue Uhr nutzt?

Alleine GPS und Co. brauchen sehr sehr sehr genaue Uhren, damit sie funktionieren.

 

[BoardBricker]

und hier bewundern wir eine Uhr, deren Nutzen sich mir nicht erschließt

Das Problem der inhärenten Ungenauigkeit bei GPS sind ja keine ungenauen Uhren,

Im Weltall vergeht die Zeit schneller als auf der Erde. Damit z.B. GPS richtig gemessen/berechnet werden kann, muss der Zeitunterschied so genau wie möglich berücksichtigt werden.

Um das mal ein bisschen zu sortieren und zusammen zu bringen:
Die Positionsbestimmung über GPS funktioniert grob gesagt so, dass jeder einzelne Satellit permanent seine aktuelle Position mit Zeitstempel aussendet. Der Empfänger auf der Erde kann dann aus der Zeitdifferenz zwischen Senden und Empfang seine Distanz zum Sender errechnen und mit Hilfe mehrerer empfangener Sender seine Position triangulieren.

Natürlich muss der Satellit dafür möglichst präzise seine Position kennen bzw. Umlaufbahn halten können.
Das Thema Zeiterfassung ist aber hier von ganz kritischer Bedeutung, denn es gibt hier gleich mehrere Probleme:
Einerseits müssen relativistische Korrekturen (sowohl spezielle wie auch allg. Relativitätstheorie) am Zeitsignal der Satelliten vorgenommen werden, sonst hätte man schon nach wenigen Sekunden eine Ortsabweichung im Bereich um 1m (wenn die Satellitenuhr entsprechend um wenige ns falsch ginge).
Andererseits kann man daran schon erahnen, wie perfekt die Uhren in Satelliten laufen müssen - jede für sich alleine und alle zusammen in einem möglichst engen Abweichungskorridor - damit das System überhaupt funktioniert und das auch möglichst lange. Man will ja nicht alle Nase lang Satelliten austauschen müssen, weil die Borduhr zu viel vor- oder nachgeht. Und mit "viel" sind hier eben wie gesagt Nanosekunden gemeint, um die auch nach mehreren Jahren Betriebsdauer nicht abgewichen werden darf.

Bisher greift man da meines Wissens nach üblicherweise auf Atomuhren zurück, die sich über eine Frequenz im Cäsium-Spektrum tunen (vereinfacht gesagt soll der Taktgeber der Uhr Atome zu einer ganz bestimmten Schwingung anregen und wird von einer Regelelektronik auf diese Frequenz eingenordet). Das ist schon nicht schlecht, geht aber besser und muss auch für gewisse Anwendungen (z.B. autonomes Fahren), bei denen es darauf ankommt, ob die durchschnittliche Abweichung z.B. eher 1cm oder eher 10cm beträgt, besser sein.

Und darum geht's hier: ein für manche Anwendungen kritisches Bauteil wird auf die nächste Stufe gehoben und ermöglicht damit eine deutliche Verbesserung bzw. neue Einsatzmöglichkeiten.
Das ist eine absolute Hightech-Erfindung von globaler Bedeutung, aber eben nicht so fancy wie irgendwas-mit-KI-einself.

 

[Atreju93]

Ich habe als Funkamateur neben GPS und diversen beheizten Quarzen ein Rubidium Frequenznormal. Das ist schon irrwitzig genau, wenn man beim Frequenzzähler 11 stellen genau vergleichen kann und dann kommt noch sowas... irrsinn.

 

[Sas87]

Ich verstehe zwar nicht wozu man das, gemessen an menschlichen Maßstäben, braucht, aber es hört sich trotzdem ziemlich beeindruckend an.
Hübsch hübsch.

 

[4nanai]

Um das mal ein bisschen zu sortieren und zusammen zu bringen:
Die Positionsbestimmung über GPS funktioniert grob gesagt so, dass jeder einzelne Satellit permanent seine aktuelle Position mit Zeitstempel aussendet

Das ist mir schon vollkommen klar (Trilateration, nicht Triangulation übrigens). Aber wie gesagt entstammen die größten Fehler bei der Positionsbestimmung nicht ungenau gehenden Uhren. Sie helfen also auch nicht beim autonomen Fahren und zur cm-genauen Positionsbestimmung gibt es bereits Verfahren.

 

[Boimler]

Hat das schon jemand im Praxistest ausprobiert, also zumindest mal so 1/3 der Zeit wäre doch als belastbare Referenz ganz gut. ;-)

Das ist ein Missverständnis, das viele bei dem Thema haben. Als Laie denkt man, da würde wirklich jemand eine Referenzuhr nehmen und messen, ob die Uhr genau geht. Es geht hier aber nur um Ungenauigkeiten beim Ablesevorgang. Das Laserlicht hat auch in 30 Millionen Jahren noch die gleiche Frequenz wie heute und läuft "exakt". Lediglich die Ablesung dieses genormten Signals unterliegt Fehlern und die werden immer weiter minimiert.

Im Weltall vergeht die Zeit schneller als auf der Erde.

Das ist ganz schlimm falsch . "Unter Einfluss von Massen gehen Uhren langsamer" ist die korrekte Aussage. Deshalb muss man beim GPS-System berücksichtigen, dass Uhren im Schwerefeld der Erde unterschiedliche Zeiten messen. Nichts anderes tun Uhren - sie messen die Ortszeit. Wenn jetzt ein Satellit "seine" Zeit an ein GPS-Gerät schickt und dieses das Signal mit seiner "eigenen" Zeit abgleicht, kann es die Entfernung zum Satelliten berechnen. Tut man das mit mindestens drei Satelliten, hat man seine genaue Position auf der Erde.

Ich verstehe zwar nicht wozu man das, gemessen an menschlichen Maßstäben, braucht, aber es hört sich trotzdem ziemlich beeindruckend an.

Je genauer eine Uhr ist, desto genauer kann man seine Position bestimmen - so in etwa. Beim autonomen Fahren sprechen wir von Genauigkeiten im cm-Bereich, weshalb die Uhren sehr exakt laufen müssen. Übrigens muss nur die Uhr im Satelliten so exakt laufen. Deine Uhr im Auto kann auch kompletten Unsinn anzeigen, denn sie ist nicht an der Messung beteiligt. Wäre die lokale Uhr auch beteiligt, würde es enorme Messfehler geben.

Aber wie gesagt entstammen die größten Fehler bei der Positionsbestimmung nicht ungenau gehenden Uhren.

Das betrifft hauptsächlich die Geschwindigkeitsbestimmung des GPS-Empfängers, nicht aber seine Ortsbestimmung. Du meinst wahrscheinlich die relativistische Frequenzabweichung durch den Dopplereffekt. Diese tritt aber nur auf, wenn die lokale Uhr an der Messung beteiligt wird. Das ist bei GPS aber weder gewünscht noch nötig.

 

[Taigabaer]

Ich hab nen Ruhlawecker, der muss auch mit Laser funktionieren. Bestimmt haben sie die High-Tech aus der DDR genutzt! Obwohl es kein Funkwecker ist scheint es ein Zufallsglückstreffer gewesen zu sein, der geht nicht eine Sekunde im Jahr falsch.

 

[4nanai]

Das betrifft hauptsächlich die Geschwindigkeitsbestimmung des GPS-Empfängers, nicht aber seine Ortsbestimmung.

Nein? Du hast bei reinem GPS ohne RTK oder anderweitige Korrekturdaten einen Drift von gut 10m, der darauf zurückzuführen ist, dass die Trilateration mit c durchgeführt wird, die GPS-Signale aber durch die unterschiedlichen Schichten der Athmosphäre nicht mit einer exakt definierten Geschwindigkeit traversieren

 

[Aslo]

Cool, endlich perfekte Pizza...

 

[KitKat::new()]

Und hin zu 100 Sekunden = 1 Minute, 100 Minuten = 1 Stunde und so weiter. Langfristig dürfte das nur Vorteile liefern.

Nein, nicht nur Vorteile: https://de.wikipedia.org/wiki/Hochzusammengesetzte_Zahl

Mal abgesehen davon, dass 100 Tage pro Jahr dann nicht so ganz zum Alltag passen würden...

 

[halbtuer2]

Du hast den Artikel aber schon gelesen, oder?
Was denkst Du denn, wofür man diese genaue Uhr nutzt?

Alleine GPS und Co. brauchen sehr sehr sehr genaue Uhren, damit sie funktionieren.

Das möchte ich auch nicht anzweifeln, aber diese Genauigkeit ist dann doch für mich schon ein bißchen übertrieben.
Zumal da dann ja auch noch irgendwie die Relativitätstheorie mit rein spielen muss?
Keine Ahnung, wirklich, aber dafür lasse ich mir nicht mehr graue Haare wachsen 😄