Wie wurde 1 Sekunde definiert, bevor Cäsium-Atomuhren existierten?

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Wie wurde 1 Sekunde definiert, bevor Cäsium-Atomuhren existierten?

Antwort

Verwandte Fragen

Ist es unwissenschaftlich, 1 Sekunde nach dem Urknall zu definieren, wenn die Grundlagen fehlten?

Setzt die SI-Definition der Sekunde einen perfekten stabilen Vorgang voraus?

Was ist die Definition einer Forschungshypothese?

Was beschreibt der Begriff Chronosequenz?

Was ist die Definition von Beobachtung?

Was ist die Definition des Tastsinnes?

Accepted Answer

Bevor die Sekunde über das Cäsium-Atom definiert wurde, basierte ihre Definition auf astronomischen Beobachtungen. Ursprünglich war eine Sekunde als der 86.400ste Teil eines mittleren Sonnentages definiert. Ein mittlerer Sonnentag ist die durchschnittliche Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Durchgängen der Sonne durch den Meridian eines bestimmten Ortes. Später, als man feststellte, dass die Erdrotation nicht konstant ist, wurde die Sekunde ab 1956 als der Bruchteil 1/31.556.925,9747 eines tropischen Jahres (das Jahr 1900) definiert. Erst 1967 wurde die Definition auf die heute gebräuchliche, atomare Definition umgestellt, die auf der Schwingung des Cäsium-133-Atoms basiert. Zusammengefasst: Vor der Einführung der atomaren Zeitmessung wurde die Sekunde astronomisch, also durch die Bewegung der Erde relativ zur Sonne oder zu den Sternen, definiert.

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Die Aussage, dass es "hochgradig unwissenschaftlich" sei, die Zeit "1 Sekunde nach dem Urknall" zu definieren, ist so pauschal nicht korrekt. In der modernen Kosmologie wird der Be... [mehr]

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Die Aussage, dass es "hochgradig unwissenschaftlich" sei, die Zeit "1 Sekunde nach dem Urknall" zu definieren, ist so pauschal nicht korrekt. In der modernen Kosmologie wird der Begriff "1 Sekunde nach dem Urknall" als eine Zeitangabe innerhalb des Standardmodells der Kosmologie verwendet. Dabei bezieht sich diese Zeitangabe auf den Ablauf der physikalischen Prozesse, wie sie sich aus den bekannten Naturgesetzen (insbesondere der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenfeldtheorie) ergeben, sobald das Universum eine gewisse Temperatur und Dichte unterschreitet. Es stimmt, dass Begriffe wie "Zeit" und "Raum" in den allerersten Momenten nach dem Urknall (insbesondere vor der Planck-Zeit, also etwa \(10^{-43}\) Sekunden nach dem Urknall) noch nicht im heutigen physikalischen Sinn definiert werden können, weil die bekannten Naturgesetze dort versagen und eine Theorie der Quantengravitation fehlt. Ab etwa \(10^{-12}\) Sekunden nach dem Urknall lassen sich jedoch viele Prozesse mit den bekannten Theorien beschreiben. Die Definition von "1 Sekunde nach dem Urknall" basiert also auf einer Extrapolation der bekannten Physik zurück in die Frühzeit des Universums. Wissenschaftler sind sich der Unsicherheiten und Grenzen dieser Extrapolation bewusst und kennzeichnen diese auch entsprechend. Es ist daher nicht unwissenschaftlich, sondern Teil des wissenschaftlichen Vorgehens, solche Begriffe zu verwenden – solange die zugrundeliegenden Annahmen und Unsicherheiten transparent gemacht werden. Weitere Informationen findest du z.B. bei der [Max-Planck-Gesellschaft](https://www.mpg.de/urknall) oder im [Standardmodell der Kosmologie (Wikipedia)](https://de.wikipedia.org/wiki/Urknall).

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Die Annahme, dass der der Definition der SI-Sekunde zugrunde liegende Vorgang stabil ist, ist kein Unsinn, sondern eine bewusste und gut begründete Wahl. Die SI-Sekunde ist seit 1967 so definiert... [mehr]

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Die Annahme, dass der der Definition der SI-Sekunde zugrunde liegende Vorgang stabil ist, ist kein Unsinn, sondern eine bewusste und gut begründete Wahl. Die SI-Sekunde ist seit 1967 so definiert, dass sie der Dauer von 9.192.631.770 Schwingungen der Strahlung entspricht, die beim Übergang zwischen zwei Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustands von Cäsium-133-Atomen entsteht ([Quelle](https://www.ptb.de/cms/ptb/fachabteilungen/abt4/fb-44/ag-441/definition-der-si-sekunde.html)). Diese Definition wurde gewählt, weil atomare Übergänge – insbesondere im Cäsium-133-Atom – extrem stabil und reproduzierbar sind. Die Frequenz dieses Übergangs ist weltweit in verschiedenen Atomuhren messbar und stimmt mit sehr hoher Präzision überein. Natürlich gibt es in der Physik keine absolute Stabilität, aber die Schwankungen und Unsicherheiten sind so gering, dass sie für alle praktischen und wissenschaftlichen Zwecke vernachlässigbar sind. Die Stabilität dieser atomaren Vorgänge ist sogar so hoch, dass sie als Maßstab für die Zeitmessung dienen können – viel stabiler als astronomische Vorgänge wie die Erdrotation, die früher als Zeitbasis diente, aber Schwankungen unterliegt. Zusammengefasst: Die Annahme ist keine Illusion, sondern das Ergebnis sorgfältiger wissenschaftlicher Auswahl und Messung. Die Stabilität ist so hoch, dass sie als Grundlage für die Definition der Sekunde geeignet ist.

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Eine Forschungshypothese ist eine präzise, testbare Aussage oder Annahme über den Zusammenhang zwischen zwei oder mehr Variablen. Sie dient als Ausgangspunkt für wissenschaftliche Unter... [mehr]

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Eine Forschungshypothese ist eine präzise, testbare Aussage oder Annahme über den Zusammenhang zwischen zwei oder mehr Variablen. Sie dient als Ausgangspunkt für wissenschaftliche Untersuchungen und wird formuliert, um spezifische Fragestellungen zu beantworten. Eine Hypothese kann entweder als Nullhypothese (H0), die besagt, dass es keinen Effekt oder Zusammenhang gibt, oder als Alternativhypothese (H1), die einen erwarteten Effekt oder Zusammenhang postuliert, formuliert werden. Die Überprüfung der Hypothese erfolgt durch empirische Forschung und Datenerhebung.

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Der Begriff "Chronosequenz" beschreibt eine zeitliche Abfolge von Ereignissen oder Prozessen, die in einer bestimmten Reihenfolge stattfinden. In der Geologie und Paläontologie bezieht... [mehr]

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Der Begriff "Chronosequenz" beschreibt eine zeitliche Abfolge von Ereignissen oder Prozessen, die in einer bestimmten Reihenfolge stattfinden. In der Geologie und Paläontologie bezieht sich die Chronosequenz oft auf die zeitliche Anordnung von Gesteinsschichten oder Fossilien, um die Entwicklung von Landschaften oder Lebensformen über geologische Zeiträume hinweg zu verstehen. In der Biologie kann der Begriff auch verwendet werden, um die zeitliche Abfolge von Entwicklungsstadien oder evolutionären Veränderungen zu beschreiben. Die Analyse von Chronosequenzen hilft, Muster und Zusammenhänge in der Entwicklung von Systemen zu erkennen.

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Beobachtung ist der systematische Prozess des Wahrnehmens und Erfassens von Informationen über ein bestimmtes Objekt, Ereignis oder Phänomen. Sie kann sowohl qualitativ als auch quantitativ... [mehr]

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Beobachtung ist der systematische Prozess des Wahrnehmens und Erfassens von Informationen über ein bestimmtes Objekt, Ereignis oder Phänomen. Sie kann sowohl qualitativ als auch quantitativ sein und wird häufig in wissenschaftlichen, sozialen und psychologischen Kontexten eingesetzt. Ziel der Beobachtung ist es, Daten zu sammeln, um Hypothesen zu überprüfen, Zusammenhänge zu erkennen oder Verhaltensweisen zu analysieren. Dabei ist es wichtig, dass die Beobachtung objektiv und unvoreingenommen erfolgt, um valide Ergebnisse zu erzielen.

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Der Tastsinn, auch als taktiler Sinn bezeichnet, ist einer der fünf klassischen Sinne des Menschen. Er ermöglicht die Wahrnehmung von Berührungen, Druck, Temperatur und Schmerz durch di... [mehr]

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Der Tastsinn, auch als taktiler Sinn bezeichnet, ist einer der fünf klassischen Sinne des Menschen. Er ermöglicht die Wahrnehmung von Berührungen, Druck, Temperatur und Schmerz durch die Haut. Die Rezeptoren für den Tastsinn sind in der Haut verteilt und reagieren auf verschiedene Reize. Diese Informationen werden über Nervenbahnen an das Gehirn weitergeleitet, wo sie verarbeitet und interpretiert werden. Der Tastsinn spielt eine entscheidende Rolle für die Interaktion mit der Umwelt und das Erleben von körperlichen Empfindungen.