Quarz- und Atomuhren ermöglichen eine noch exaktere Zeitmessung als Pendeluhren. Die erste Quarzuhr wurde 1928 gebaut, funktionierte mithilfe der Schwingungen eines winzigen Kristalles und ging auf Anhieb zehnmal genauer als die besten Pendeluhren, die es damals gab. Mithilfe von Quarzuhren kann man eine Sekunde in Tausendstel Bruchteile einteilen. Nur Atomuhren gehen noch exakter. Bei ihnen beträgt die Abweichung nur eine Sekunde auf fünf Millionen Jahre. Die Schwingungen von Cäsium-Atomen machen eine so genaue Zeitmessung möglich.
Aus den Messwerten von über 260 Atomuhren an über 60 weltweit verteilten Instituten legt das „Bureau International des Poids et Mesures“ (Internationales Büro für Maß und Gewicht) in Paris (Frankreich) die „Internationale Atomzeit“ (TAI) als Referenzzeit fest. Sämtliche Uhren im Radio, im Fernsehen und auf Bahnhöfen richten sich nach dieser Zeit. Verschiedentlich greifen auch Ampelschaltungen auf die Atomuhr als Zeitgeber zurück. Darüber hinaus dienen Atomuhren der sekundengenauen Zeitmessung von Abläufen.
Albert Einstein bewies, dass Zeit relativ ist
Aber was ist eigentlich eine Sekunde? Im Jahr 1820 haben französische Wissenschaftler die Sekunde als den sechsundachtzigtausendvierhundertstel Teil eines mittleren Sonnentages bezeichnet. Damit war die Sekunde genau definiert. Man wusste also, wie lange eine Sekunde dauert. Und deshalb glaubten die Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts auch genau über die Zeit Bescheid zu wissen. Allerdings bedurfte es eines Genies, um herauszufinden, dass das ein Fehler war.
Albert Einstein bewies 1905 mit seiner Relativitätstheorie, dass die Zeit nicht nur vom persönlichen Empfinden des Menschen, als zu kurz oder zu lang wahrgenommen werden kann, sondern auch tatsächlich, wie ein zu heiß gewaschener Pullover einlaufen kann. Nach dem heutigen Stand der Wissenschaft ist es sogar möglich, in die Zukunft zu reisen. Jede, auch die genaueste Uhr, geht „nach“, wenn sie sich in einem bewegten System befindet. Ein Mensch, der in einem Flugzeug sitzt, altert beispielsweise schneller, als einer, der sich auf der Erde befindet.
Theoretisch sind Zeitreisen möglich
Nach Einstein können sich sogar Zwillinge eines Tages als Greis und als junger Mann begegnen. Der jung gebliebene muss nur einen Flug mit einem Raumfahrzeug unternommen haben. Kann man also in seine eigene Zukunft reisen? Theoretisch ja! Aber wie sieht es in der Praxis aus? Hier setzt die Lichtgeschwindigkeit Grenzen, denn kein Gegenstand kann mit Lichtgeschwindigkeit bewegt werden. Aber erst bei einem Drittel der Lichtgeschwindigkeit (also 100.000 km pro Sekunde) beträgt die Zeitverkürzung nur etwa 6 Prozent. Man muss also schon sehr lange mit einem Raumschiff unterwegs sein, um als junger Mann seinen zum Großvater ergrauten Enkelsohn zu treffen. Raumfahrzeuge dafür existieren noch nicht.