¿Cómo sabemos que un segundo es realmente un segundo?

El tiempo es una de las dimensiones más fascinantes del universo. Desde tiempos remotos, los seres humanos han intentado medir y comprender el paso del tiempo. Pero, ¿cómo sabemos con certeza que un segundo es realmente un segundo? En este artículo exploraremos la historia de la medición del tiempo y los estándares que se utilizan actualmente para definir el segundo.

Origen de la medida del tiempo

La medida del tiempo ha sido una preocupación constante para las civilizaciones a lo largo de la historia. En la antigüedad, se utilizaban diversos métodos para medir el tiempo, como los relojes de sol y los relojes de agua. Sin embargo, estas medidas eran imprecisas y no permitían una medición precisa del tiempo.

Fue en el siglo XVI cuando el reloj mecánico se convirtió en una herramienta común para medir el tiempo. Estos relojes utilizaban un mecanismo de oscilación de un péndulo para mantener una medida constante del tiempo. Sin embargo, aún no existía una unidad de medida estándar para el segundo.

Medida del movimiento de la Tierra

Fue en el siglo XVII cuando el astrónomo danés Ole Rømer propuso utilizar la duración de la órbita de la Tierra alrededor del Sol como base para la medida del tiempo. Rømer calculó que la Tierra tardaba aproximadamente 24 horas en completar una vuelta alrededor del Sol, por lo que propuso dividir este período en 24 partes iguales, cada una de ellas denominada «hora».

Sin embargo, esta medida seguía siendo imprecisa, ya que la duración de la órbita terrestre no es constante. Fue en el siglo XX cuando se comenzaron a utilizar fenómenos físicos para definir la medida del tiempo de manera más precisa.

En 1967, la Conferencia General de Pesas y Medidas estableció el Sistema Internacional de Unidades (SI), que define al segundo como «la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133».

Este estándar se basa en la propiedad de los átomos de cesio 133 de oscilar a una frecuencia estable cuando se encuentran en ciertos niveles energéticos. Los científicos descubrieron que la radiación electromagnética emitida durante estas oscilaciones tenía una frecuencia muy precisa, que podía ser utilizada para medir el tiempo con una precisión sin precedentes.

El uso del reloj atómico

Para medir el tiempo utilizando esta propiedad del átomo de cesio 133 se utiliza un dispositivo llamado reloj atómico. Estos relojes utilizan la radiación emitida por los átomos de cesio 133 para contar el número de oscilaciones que ocurren en un segundo. Esto permite medir el tiempo con una precisión de hasta mil millonésimas de segundo.

Los relojes atómicos se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde la navegación por satélite hasta la sincronización de redes de telecomunicaciones. Además, estos relojes son utilizados por los organismos encargados de mantener los estándares de tiempo, como el Bureau Internacional de Pesas y Medidas, para definir el segundo de manera precisa y uniforme en todo el mundo.

La percepción del tiempo puede variar dependiendo de diversos factores, como la velocidad o la gravedad. Esto ha sido demostrado por la teoría de la relatividad de Albert Einstein.