Scienza

L’unità di misura del tempo

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In un post precedente, Mi dia un chilo di pane…, abbiamo affrontato il tema dell’unità di misura della massa, stavolta ci addentreremo brevemente nella misura di uno dei più controversi ed insondabili misteri dell’universo: il tempo. I metodi sviluppati dalle prime civiltà per misurare il tempo si basavano sull’osservazione degli astri. Si trattava di un metodo tutt’altro che accurato ma che ha soddisfatto le civiltà umane per millenni.

D’altra parte la sensazione del tempo divenne parte integrante del nostro patrimonio psichico forse agli albori della stessa consapevolezza di se che caratterizza gli individui della specie cui apparteniamo. Misurare il tempo corrispondeva ad esigenze fondamentali per lo sviluppo della vita e della civiltà sul nostro pianeta, come tutti i processi di misura, anche la misura del tempo si realizza per confronto con un campione: precisamente, per confronto della durata di un dato fenomeno con la durata di un fenomeno campione. La misurazione di questi cicli ci da il senso dello scorrere del tempo.

L’unità di misura del tempo è il secondo. Una volta la definizione di un secondo era 1/86400 di una rotazione della Terra su se stessa (dove 86400 è il numero dei secondi in un giorno). Peccato che questa definizione si scontrasse con un fastidioso problema: la durata del giorno aumenta lentamente a causa del flusso e del riflusso delle maree oceaniche. Per ovviare a questo accidente, una volta ogni tre anni circa, intorno alla mezzanotte del 31 dicembre si introduceva un “secondo di compensazione”.

Questo sistema era quindi insoddisfacente ed è stato sostituito grazie all’introduzione degli orologi atomici al cesio. Il primo orologio atomico sperimentale fu costruito nel 1949 e installato presso il National Bureau of Standards negli Stati Uniti. Il primo modello sufficientemente accurato, basato su transizioni di livelli energetici nell’atomo di cesio, fu costruito nel 1955 da Louis Essen al National Physical Laboratory in Gran Bretagna. Fu installato presso l’osservatorio di Greenwich a Londra. L’uso di questi orologi ha portato nel 1967 alla definizione del secondo sulla base del tempo atomico.

Gli istituti di metrologia attualmente mantengono il tempo standard con una accuratezza di 10−9 secondi al giorno e una precisione pari a quella della frequenza del trasmettitore radio utilizzato per “pompare” il maser ( un maser è simile a un laser, ma opera nella regione delle microonde dello spettro elettromagnetico). Su questa base viene mantenuta una scala del tempo stabile e continua: il Tempo Atomico Internazionale (International Atomic Time).

N.B. nella foto un orologio atomico

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