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Der Meter

„Du hast noch nie vom Millenium-Falken gehört? Das Schiff machte den Kessel-Flug in weniger als 12 Parsec!“ Han Solos Beschreibung seines Raumschiffs im Film „Krieg der Sterne“ soll sicherlich beeindrucken, aber irgendwas daran passt nicht. Wissen Sie, was es ist?

Die Einheit „Parsec“, die er verwendet, um zu beschreiben, in welcher sicherlich unfassbar schnellen Zeit sein Schiff diesen Parcours zurückgelegt hat, ist eigentlich keine Einheit für die Zeit, sondern eine Einheit für die Länge! Es überrascht uns nicht unbedingt, dass Han Solo es nicht ganz so präzise nimmt mit der Physik. Aber so weit weg von der Wahrheit ist er nicht. Denn die Definition {1} des Meters im Internationalen Einheitensystem (SI) basiert auf der Zeit bzw. einer Geschwindigkeit. Aber was heißt das alles?

Nun, 1 Parsec hat die Länge von ca. 3,26 Lichtjahren, und 1 Lichtjahr ist die Strecke, die Licht im Vakuum innerhalb von 1 Jahr zurücklegt. Die Geschwindigkeit des Lichts im Vakuum nutzen wir hier auf der Erde für die Festlegung der Länge eines Meters. Die offizielle und bis zum Mai 2019 gültige Definition für den Meter lautete seit 1983:

Der Meter ist die Länge der Strecke, die Licht im Vakuum während der Dauer von 1/299 792 458 Sekunden durchläuft.

Daraus folgt, dass die Lichtgeschwindigkeit c = 299 792 458 m/s beträgt, und Licht ist (im Vakuum) immer und überall ganz genau so schnell. Es ist also egal, ob wir in Deutschland (z. B. an der PTB) die Lichtgeschwindigkeit messen würden oder in Frankreich, den USA, am Südpol der Erde oder auf dem Mond – wir würden immer den gleichen Wert für die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum {2} messen!

Ab dem 20. Mai 2019 wird die offizielle Definition für den Meter geändert zu:

Der Meter, Einheitenzeichen m, ist die SI-Einheit der Länge. Er ist definiert, indem für die Lichtgeschwindigkeit in Vakuum c der Zahlenwert 299 792 458 festgelegt wird, ausgedrückt in der Einheit m/s, wobei die Sekunde mittels ΔνCs definiert ist. {3}

Also, was ändert sich für den Meter im Mai 2019? Eigentlich nicht wirklich viel. Das physikalische Konzept hinter der Definition ist vor und nach dem Mai 2019 dasselbe. Aber die Basis bildet ab Mai 2019 die Naturkonstante der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Deren Zahlenwert ist als definierend festgelegt, und zwar in der Kombination mit der Einheit m/s bzw. m s–1. {4}

 

 

{1} Mit „Definition“ ist die international geltende Festlegung der Länge eines Meters gemeint.
{2} Der Zusatz „im Vakuum“ ist wichtig, denn in einem anderen Medium (z. B. Luft oder Glas) hat Licht eine geringere Geschwindigkeit (in Glas noch langsamer als in Luft).
{3} In unserem Countdown ist ab dem 20. März 2019 erklärt, was es mit der Sekunde und dem Cäsium auf sich hat.
{4} Dieser Zahlenwert wurde sogar bereits 1983 als letztgültiger Wert  für die Lichtgeschwindigkeit festgelegt.