Medición del tiempo

"Yo sé lo que es el tiempo", decía Agustín de Hipona, "mientras nadie me lo pregunta, pero en cuanto alguien me lo pregunta, ya no sé lo que es". El tiempo es una de las dimensiones del sistema de referencia espaciotemporal que usamos para describir la realidad. Es la dimensión que nos permite comprender el aspecto dinámico de las cosas. En un mundo estático, no tendría sentido la noción de tiempo. Introducimos el tiempo en nuestro aparato conceptual para poder hablar de cambios y movimientos. Ya Aristóteles definía el tiempo como la medida del movimiento. Medir un movimiento significa compararlo con otro especialmente regular, es decir, con el movimiento de un reloj. Por eso decía Einstein que el tiempo es lo que miden los relojes. Pero una buena medida requiere un buen reloj, algo difícil de encontrar.Cualquier sistema cíclico, en que un determinado movimiento se repite una y otra vez, puede servir de reloj. La duración de un proceso se mide por el número de ciclos del reloj que transcurren entre su inicio y su final. Siempre hemos mirado al cielo en busca de relojes fiables.

La rotación de la Tierra en torno a su eje es un reloj que mide la duración de los procesos en función del número de giros de nuestro planeta que los acompañan, es decir, en días. El segundo se definió como la fracción 1/86.400 del día. Pero este reloj de la rotación de nuestro planeta deja mucho que desear. Presenta diversas irregularidades y, sobre todo, se atrasa constantemente. Su desaceleración se debe a la fricción de las mareas generadas por la atracción gravitatoria de la Luna y del Sol. La gravedad depende de la distancia. Y la distancia de un lado de la Tierra al centro de la Luna es menor que la del otro lado. Esa diferencia de atracción gravitatoria produce mareas en los océanos, forzados a moverse contra las costas, y estiramientos en la corteza terrestre, forzada a deformarse.

Como nuestro planeta gira cada vez más despacio, los días son cada vez más largos. Hace 600 millones de años, un día duraba sólo 21 horas actuales. Hace 250 millones de años, duraba 23 horas actuales. Dentro de 500 millones de años, el día durará 30 horas actuales. En nuestra época, los días duran ya una pizca más de 86.400 segundos. Esas minúsculas fracciones de diferencia se van acumulando, hasta que la Oficina Internacional de la Hora decide añadir un segundo entero al tiempo oficial, como acaba de hacer ahora, añadiendo un segundo al último día del año 1995.

Tampoco es fiable el reloj de la traslación orbital de la Tierra en torno al Sol, ya que adelanta constantemente. La Tierra va cayendo lentamente hacia el Sol y, para conservar el momento angular, los años cada vez son más cortos. La Luna no sale mejor parada. Para compensar la desaceleración rotacional de la Tierra y conservar el momento angular del sistema Tierra-Luna, la Luna se va alejando de nosotros y el mes lunar dura cada vez más.

Para medir el tiempo ya no miramos a los astros, sino a los átomos. Cuando los átomos, del isótopo 133 del elemento cesio pasan de su nivel de energía más bajo al inmediatamente superior absorben un fotón de una determinada frecuencia, y cuando vuelven a caer al nivel anterior emiten un fotón de la misma frecuencia. Desde 1967, él segundo se define oficialmente como la duración de 9.192.631.770 vibraciones de dicho fotón (o ciclos de la correspondiente radiación electromagnética).

Esa radiación se genera en los relojes atómicos de cesio, los aparatos más precisos de que disponemos para la medición del tiempo. Que nosotros sepamos, la frecuencia de la radiación absorbida o emitida en esas transiciones de los átomos de cesio 133 es completamente regular. Es regular por definición, al menos mientras siga vigente la determinación convencional del segundo adoptada en 1967.