Aus für die Schaltsekunde: Warum eine einzige Sekunde Computersysteme gefährdet

Eine Sekunde mehr – was soll schon passieren? Für Computersysteme kann genau dieser kleine Zeitsprung zum Problem werden. Datenbanken müssen Ereignisse in die richtige Reihenfolge bringen, Server ihre Uhren synchron halten und Kommunikationsnetze wissen, welches Signal zuerst angekommen ist. Läuft die Zeit plötzlich anders als erwartet, können Programme ins Stolpern geraten.

Deshalb wird die Schaltsekunde abgeschafft. Die Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) hat am 15. Oktober 2026 beschlossen, die koordinierte Weltzeit UTC ab dem 20. Mai 2027 kontinuierlich laufen zu lassen. Bislang durfte sie höchstens 0,9 Sekunden von der an der Erdrotation orientierten Zeit UT1 abweichen. Künftig sind bis zu 3.600 Sekunden beziehungsweise eine Stunde erlaubt. Damit sollen die regelmäßigen Eingriffe in UTC für mehrere Jahrhunderte überflüssig werden.

Warum wird die Schaltsekunde 2027 abgeschafft?

Atomuhren laufen äußerst gleichmäßig. Die Erde tut es nicht. Ihre Rotationsgeschwindigkeit schwankt geringfügig, unter anderem durch Bewegungen in Atmosphäre, Ozeanen und Erdinnerem.

Deshalb gibt es zwei unterschiedliche Zeitgrößen. Die Internationale Atomzeit TAI basiert auf Atomuhren. UT1 orientiert sich dagegen an der tatsächlichen Erdrotation. Die koordinierte Weltzeit UTC verbindet beide Systeme miteinander.

Seit 1972 sorgen Schaltsekunden dafür, dass UTC nicht mehr als 0,9 Sekunden von UT1 abweicht. Insgesamt wurden bislang 27 zusätzliche Sekunden eingefügt. Die letzte gab es zum Jahreswechsel 2016/2017. Ende Dezember 2026 kommt keine weitere hinzu, wie der Internationale Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme IERS bestätigt hat.

Wie Schaltsekunden funktionieren und warum sich die Erdrotation verändert, haben wir bereits ausführlich im Beitrag „Schaltsekunden: Warum die Welt dieses Jahr ohne Extra-Sekunde auskommen muss“ erklärt.

Der neue Beschluss geht einen Schritt weiter. 2022 war bereits vereinbart worden, UTC spätestens ab 2035 ohne regelmäßige Schaltsekunden auskommen zu lassen. Nun steht fest: Die Umstellung erfolgt bereits im Mai 2027.

Warum kann eine Sekunde Computern Probleme machen?

Nicht die Sekunde selbst ist gefährlich. Das Problem ist der Zeitsprung.

Viele Programme gehen davon aus, dass Zeit immer vorwärtsläuft. Ein Ereignis um 12:00:01 Uhr muss demnach später stattgefunden haben als eines um 12:00:00 Uhr. Bei einer Schaltsekunde gilt diese einfache Annahme nicht mehr unbedingt.

Noch komplizierter wird es, weil nicht jedes Computersystem die zusätzliche Sekunde gleich verarbeitet. Die ungewöhnliche Uhrzeit

23:59:60

passt nicht in jedes Zeitmodell.

Viele Unix- und POSIX-basierte Systeme arbeiten mit einer Zeitdarstellung, bei der eine Minute grundsätzlich 60 Sekunden hat. Betriebssysteme, Anwendungen und Zeitserver müssen deshalb entscheiden, wie sie mit der zusätzlichen Sekunde umgehen.

Einige setzen ihre Uhr sprunghaft um. Andere halten sie kurz an oder wiederholen Zeitstempel. Wieder andere verteilen die Korrektur über einen längeren Zeitraum.

Was lokal nach einer Kleinigkeit aussieht, kann in verteilten Systemen problematisch werden. Zwei Server können dasselbe Ereignis unterschiedlich zeitlich einordnen. Zeitdifferenzen können plötzlich negativ werden oder zwei Vorgänge denselben Zeitstempel erhalten.

Cloudflare bekam die Schaltsekunde 2017 zu spüren

Dass solche Fehler nicht nur theoretisch möglich sind, zeigte sich beim Jahreswechsel 2016/2017.

Beim Internet-Infrastrukturanbieter Cloudflare führte die damalige Schaltsekunde zu Problemen im DNS-System des Unternehmens. Ein Programm berechnete eine negative Zeitdifferenz, obwohl die Entwickler davon ausgegangen waren, dass dieser Wert niemals kleiner als null werden könne.

Die Folge: Ein Teil der DNS-Anfragen schlug fehl. In der Spitze waren nach Angaben von Cloudflare rund 0,2 % der DNS-Abfragen betroffen. Wenige Stunden später war der Fehler behoben.

Der Ausfall zeigt ziemlich genau, worum es geht: Die Schaltsekunde bringt nicht Computer wegen ihrer Dauer von einer Sekunde aus dem Takt. Sie kann Annahmen verletzen, auf denen Software aufgebaut ist.

Google macht aus einer Sekunde 24 Stunden

Große IT-Anbieter haben deshalb eigene Lösungen entwickelt. Google setzt seit 2008 auf einen sogenannten Leap Smear.

Dabei wird die zusätzliche Sekunde nicht auf einen Schlag eingefügt. Google verändert stattdessen die Länge der Sekunden über insgesamt 24 Stunden minimal. Die Uhr läuft dadurch kontinuierlich weiter.

Beim heute empfohlenen Verfahren beginnt die Anpassung zwölf Stunden vor der eigentlichen Schaltsekunde und endet zwölf Stunden danach. Die Abweichung gegenüber UTC bleibt dabei kleiner als eine halbe Sekunde. Anschließend stimmen beide Zeiten wieder überein. Auch Amazon Web Services nutzt dieses Verfahren.

Das Verfahren verhindert den harten Zeitsprung, löst aber nicht alle Schwierigkeiten. Nutzen verschiedene Rechner unterschiedliche Zeitquellen oder unterschiedliche Smear-Verfahren, zeigen ihre Uhren während der Anpassung nicht exakt dieselbe Zeit an.

Genau diese unterschiedlichen Lösungen sind inzwischen selbst Teil des Problems. Das Internationale Büro für Maß und Gewicht weist darauf hin, dass verschiedene Verfahren der großen Dienste zu Inkonsistenzen zwischen Systemen führen können.

Eine negative Schaltsekunde wäre Neuland

Bislang wurden ausschließlich Sekunden hinzugefügt. Doch in den vergangenen Jahren drehte sich die Erde zeitweise schneller. Dadurch rückte erstmals die umgekehrte Situation näher: Eine Sekunde müsste entfernt werden.

Die Uhr könnte dann beispielsweise von

23:59:58

direkt auf

00:00:00

springen.

Eine solche negative Schaltsekunde hat es noch nie gegeben.

Genau darin sehen Fachleute ein zusätzliches Risiko. Software, die bereits mit einer eingefügten Sekunde Schwierigkeiten hat, müsste einen bislang nie praktisch erprobten Sprung in die andere Richtung verkraften.

Das BIPM verweist in den Unterlagen zum Beschluss auf eine geschätzte Wahrscheinlichkeit von rund 30 %, dass eine negative Schaltsekunde vor 2035 erforderlich werden könnte, falls das bisherige System fortgeführt würde. Internationale Fachorganisationen und Vertreter der Industrie drängten deshalb darauf, die Umstellung vorzuziehen.

Dabei geht es nicht allein um Server in Rechenzentren. Präzise Zeitstempel spielen auch in Telekommunikationsnetzen, Stromversorgung, Verkehr, Finanzsystemen und Raumfahrt eine Rolle. Hinzu kommen Smart Grids, IoT-Geräte und verteilte Sensornetze.

Was ändert sich am 20. Mai 2027?

Für Verbraucher zunächst praktisch nichts. Handys, Funkuhren und Computer werden nicht plötzlich sichtbar anders gehen.

Technisch ändert sich jedoch ein grundlegendes Prinzip der Weltzeit. Ab dem 20. Mai 2027 darf UTC kontinuierlich weiterlaufen, auch wenn sich die Differenz zur Erdrotationszeit UT1 allmählich vergrößert. Die neue Obergrenze liegt bei 3.600 Sekunden.

Das bedeutet nicht, dass UTC unmittelbar um eine Stunde von der Erdrotation abweichen wird. Eine solche Differenz dürfte sich erst über sehr lange Zeiträume aufbauen. Nach Angaben der CGPM ermöglicht die neue Grenze einen kontinuierlichen Betrieb von UTC über mehrere Jahrhunderte.

Für Anwendungen, die die tatsächliche Erdrotation benötigen, bleibt UT1 weiterhin verfügbar. Das betrifft beispielsweise Astronomie, Geodäsie und bestimmte Anwendungen der Satellitennavigation.

Kommt nach der Schaltsekunde die Schaltstunde?

Die neue Grenze von einer Stunde hat zu einem naheliegenden Begriff geführt: Schaltstunde.

Beschlossen wurde eine solche Schaltstunde allerdings nicht.

Festgelegt ist lediglich, dass die Differenz zwischen UTC und UT1 künftig bis zu 3.600 Sekunden betragen darf. Wie mit einer langfristig größeren Abweichung später umgegangen wird, legt die aktuelle Resolution nicht fest.

Bis daraus überhaupt ein praktisches Problem wird, können Generationen vergehen.

Präzise Zeit wird dadurch nicht weniger wichtig

Dass UTC künftig nicht mehr ständig an die Erdrotation angepasst wird, bedeutet keineswegs das Ende hochpräziser Zeitmessung. Für Telekommunikation, Navigation, Forschung oder industrielle Netze müssen Uhren weiterhin extrem genau synchronisiert werden.

Die Entwicklung geht sogar in die entgegengesetzte Richtung. Forschende arbeiten an Uhren, die immer kleinere Abweichungen messen können. Erst kürzlich haben Forschende der TU Wien und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt eine neue Atomkernuhr vorgestellt, die langfristig noch genauere Messungen ermöglichen könnte.

Die Abschaffung der Schaltsekunde trennt deshalb zwei Dinge stärker voneinander: eine möglichst gleichmäßige technische Zeitskala und die leicht schwankende Drehung der Erde.

Für Menschen wird dieser Unterschied lange unbemerkt bleiben. Für Computersysteme verschwindet dagegen ein Sonderfall, der Programmierer seit Jahrzehnten beschäftigt.

Quellen:

• BIPM: Resolutions adopted at the 28th meeting of the CGPM, 15. Oktober 2026
  https://www.bipm.org/en/-/cgpm-2026-resolutions-adopted
• BIPM: Resolution 5 (2026) – On the technical actions needed to ensure the continuity of UTC
  https://www.bipm.org/en/committees/cg/cgpm/cgpm-resolutions
• IERS: Bulletin C 72 vom 6. Juli 2026 – keine Schaltsekunde Ende Dezember 2026
  https://datacenter.iers.org/data/html/bulletinc-072.html
• Google: Leap Smear – technische Beschreibung des 24-Stunden-Verfahrens
  https://developers.google.com/time/smear
• Cloudflare: How and why the leap second affected Cloudflare DNS, 1. Januar 2017
  https://blog.cloudflare.com/how-and-why-the-leap-second-affected-cloudflare-dns/