Quanto è lungo un secondo? Rimarrete stupiti dalla risposta

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Quando pensiamo al tempo, lo consideriamo una costante immutabile. Un secondo, apparentemente semplice da definire come 1/86400 di un giorno, nasconde in realtà una complessità sorprendente. Originariamente basato sulla lunghezza di una giornata, misurato attraverso il movimento del sole, ha subito diverse trasformazioni nel corso dei secoli.

La rotazione terrestre (che sta diventando più veloce), una volta considerata un riferimento affidabile, si è rivelata in realtà imprecisa a causa delle sue variazioni stagionali, delle fluttuazioni imprevedibili e del rallentamento a lungo termine dovuto alle maree. Con l'avvento del XVI secolo, l'umanità ha cercato soluzioni tecnologiche, dando vita agli orologi meccanici.

I primi esempi, come gli orologi a pendolo, erano progettati per ticchettare a una frequenza specifica, equivalente a un secondo astronomico medio nell'arco di un anno. Nel corso dei secoli, gli scienziati hanno sviluppato oscillatori sempre più precisi, passando attraverso sistemi di molle e ingranaggi, fino ad arrivare agli orologi al quarzo intorno al 1940.

Questi ultimi, sebbene precisi per l'uso generale, non erano sufficienti per applicazioni tecniche avanzate come internet, i sistemi GPS o la ricerca fondamentale, a causa delle unicità di ogni pezzo di quarzo e delle sue variazioni di risonanza in base a condizioni fisiche come temperatura e pressione. La svolta è arrivata con l'introduzione degli orologi atomici.

Gli atomi, con le loro risonanze fisse e stati energetici precisi, hanno offerto un riferimento indipendente e immutabile per la misurazione del tempo. Il primo orologio atomico pratico, presentato nel 1955, misurava il numero di transizioni energetiche indotte da microonde negli atomi di cesio durante un secondo astronomico. Nel 1967, la comunità scientifica globale ha concordato di ridefinire il secondo in base a questo numero, stabilendo che un secondo equivale alla durata di 9,192,631,770 oscillazioni energetiche in un atomo di cesio.

Da allora, il secondo astronomico ha continuato a variare, mentre quello atomico è rimasto esattamente a 9,192,631,770 oscillazioni. Queste variazioni nel tempo astronomico significano che, ogni pochi anni, gli scienziati devono aggiungere un secondo intercalare per permettere alla rotazione terrestre rallentata di tenere il passo con il tempo atomico. L'intercalare verrà abolito nel 2035, ma gli scienziati e le agenzie governative non hanno ancora deciso come gestire questa piccola discrepanza.