Schalttage sind den meisten bekannt – Schaltsekunden jedoch nicht. Schaltsekunden werden benötigt, um die Differenz zwischen physikalischer und astronomischer Zeitrechnung auszugleichen.
Die Erde braucht ungefähr 1/4 Tag länger um die Sonne zu umrunden als das Jahr Tage hat. Um dies auszugleichen wird alle vier Jahre ein Schalttag eingeführt – der 29. Februar. Dieses Prinzip ist bekannt. Es gibt jedoch noch ein anderes astronomisches Problem: der Mond bremst die Erde. Durch die Gezeiten, die vom Mond ausgelöst werden, wird die Erdrotation verlangsamt. Zwar nur ein kleines bißchen, aber immerhin: die Tage werden im Laufe der Zeit immer wieder um ein paar Millisekunden länger. Das bedeutet aber auch, dass die astronomische Sekunde, die schließlich als 1/86400 eines Tages definiert ist, ebenfalls länger wird.
Die physikalische Sekunde muss jedoch immer ganz exakt gleich lang sein. Deswegen wurde sie 1967 als das 9192631770-fache der Periodendauer des Übergangs zwischen Grundzustandiveaus von Atomen des Nuklids133 Cs definiert. Das ist eine konstante Größe. Dies führt dazu, dass die astronomische Sekunde von der physikalischen abweicht.
Um nun also die physikalische Zeitrechnung mit der astronomischen wieder zu synchronisieren, muss die physikalische Uhr in regelmäßigen Abständen um eine Sekunde vorgestellt werden. Diese Sekunde ist eine Schaltsekunde.
1972 wurde die Schaltsekunde eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt lag die Differenz zwischen physikalischer Zeitrechnung und astronomischer bereits bei 10 Sekunden. Deshalb gab es in den folgenden Jahren jedes Mal eine Schaltsekunde. Die letzte Schalsekunde hatten wir im Jahr 2005.
Die Erdrotation verlangsamt sich übrigens nur unregelmäßig. Deswegen ist es schwer vorherzusagen, wann eine Schaltsekunde notwendig ist. Hierzu bedarf es einer genauen Beobachtung der Erdrotation durch Radioteleskope aus dem Weltraum.
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