¡Los relojes atómicos actuales son tan precisos que se descalibran en sólo 1 segundo cada 300 mil millones de años! Así fue como la imprecisa maquinaria del Sistema Solar fue reemplazada por el puntual átomo para calibrar nuestros relojes y los físicos desplazaron a los astrónomos como los nuevos guardianes del tiempo.
Dr. Roger Leiton Thompson
Centro para la Instrumentación Astronómica (U. de Concepción), Observatorio Las Campanas (Carnegie Institution for Science) y la Fundación Chilena de Astronomía.
La observación del andar del cielo convirtió a la astronomía en guardiana del tiempo, destinada a proveer de calendarios y relojes para la Humanidad. Sin saberlo, los antiguos astrónomos usaban la maquinaria del Sistema Solar movida por la gravedad para calibrar el ritmo del tiempo. La marcha de la Tierra alrededor del Sol dicta la duración del año; la ocultación del Sol marca la duración del día. Durante milenios los observadores del cielo registraron meticulosamente estos eventos, dividiendo al tiempo en horas (la 24-ava parte del día) y en minutos (la 60-ava parte de una hora).
Unidades de tiempo más pequeñas que un minuto se usaron en la antigüedad, pero no fue hasta la llegada de mejores relojes mecánicos (siglo XVI) que la idea de dividir el tiempo en “segundos” empezó a tomar fuerza. Calibrados con el cielo, aquellos relojes ayudaban a su vez a los astrónomos a predecir la ubicación futura en el cielo de astros y planetas. Christian Huygens, astrónomo e inventor holandés, construyó el primer reloj de péndulo (1656), el cual alcanzó suficiente precisión para medir 1 segundo por primera vez con regularidad (1 segundo de tiempo se define como la 86400-ava parte de 1 Día Solar, es decir, las 24 horas que demora el Sol en volver a la misma posición en el cielo).
Así, la carrera por relojes de mayor precisión se aceleró. En 1765 John Harris construye un reloj regulado por un resorte espiral (en vez de un péndulo) que se desenrollaba de manera muy precisa, desfasándose en sólo 1 segundo cada 100 días. Una gran hazaña para la época.
En 1895, el astrónomo Simon Newcomb compiló varias décadas de observaciones astronómicas del Sol para facilitar la navegación usando el cielo como un reloj. A partir de esos y otros datos, se reveló que el día solar se alarga cada vez más (por ejemplo, hoy el día dura unas 2 milésimas de segundo más que en 1895). ¿Por qué? La Luna va tironeando gravitacionalmente a los océanos terrestres a medida que gira en torno a la Tierra (produciendo la subida y bajada de las mareas); esto frena muy lenta pero sostenidamente la rotación de nuestro planeta. Con relojes cada vez más exactos, el tránsito del Sol ya no podía seguir usándose como el estándar para definir el paso preciso del tiempo.
Gracias a la física atómica, felizmente en la década de 1950 se encontró que al iluminar al elemento cesio con un láser, sus átomos devuelven un pulso de luz extremadamente regular que puede usarse como nuevo patrón para definir al segundo. Así, tomando como referencia la duración del día durante el año 1967 (según las Tablas Solares de Newcomb), el segundo quedó redefinido como el tiempo que le toma al átomo de cesio pulsar 9.192.631.770 veces. ¡Los relojes atómicos actuales son tan precisos que se descalibran en sólo 1 segundo cada 300 mil millones de años! Así fue como la imprecisa maquinaria del Sistema Solar fue reemplazada por el puntual átomo para calibrar nuestros relojes y los físicos desplazaron a los astrónomos como los nuevos guardianes del tiempo.