Medici¨®n del tiempo

"Yo s¨¦ lo que es el tiempo", dec¨ªa Agust¨ªn de Hipona, "mientras nadie me lo pregunta, pero en cuanto alguien me lo pregunta, ya no s¨¦ lo que es". El tiempo es una de las dimensiones del sistema de referencia espaciotemporal que usamos para describir la realidad. Es la dimensi¨®n que nos permite comprender el aspecto din¨¢mico de las cosas. En un mundo est¨¢tico, no tendr¨ªa sentido la noci¨®n de tiempo. Introducimos el tiempo en nuestro aparato conceptual para poder hablar de cambios y movimientos. Ya Arist¨®teles defin¨ªa 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 dec¨ªa Einstein que el tiempo es lo que miden los relojes. Pero una buena medida requiere un buen reloj, algo dif¨ªcil de encontrar.Cualquier sistema c¨ªclico, en que un determinado movimiento se repite una y otra vez, puede servir de reloj. La duraci¨®n de un proceso se mide por el n¨²mero de ciclos del reloj que transcurren entre su inicio y su final. Siempre hemos mirado al cielo en busca de relojes fiables.

La rotaci¨®n de la Tierra en torno a su eje es un reloj que mide la duraci¨®n de los procesos en funci¨®n del n¨²mero de giros de nuestro planeta que los acompa?an, es decir, en d¨ªas. El segundo se defini¨® como la fracci¨®n 1/86.400 del d¨ªa. Pero este reloj de la rotaci¨®n de nuestro planeta deja mucho que desear. Presenta diversas irregularidades y, sobre todo, se atrasa constantemente. Su desaceleraci¨®n se debe a la fricci¨®n de las mareas generadas por la atracci¨®n 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 atracci¨®n gravitatoria produce mareas en los oc¨¦anos, forzados a moverse contra las costas, y estiramientos en la corteza terrestre, forzada a deformarse.

Como nuestro planeta gira cada vez m¨¢s despacio, los d¨ªas son cada vez m¨¢s largos. Hace 600 millones de a?os, un d¨ªa duraba s¨®lo 21 horas actuales. Hace 250 millones de a?os, duraba 23 horas actuales. Dentro de 500 millones de a?os, el d¨ªa durar¨¢ 30 horas actuales. En nuestra ¨¦poca, los d¨ªas duran ya una pizca m¨¢s de 86.400 segundos. Esas min¨²sculas fracciones de diferencia se van acumulando, hasta que la Oficina Internacional de la Hora decide a?adir un segundo entero al tiempo oficial, como acaba de hacer ahora, a?adiendo un segundo al ¨²ltimo d¨ªa del a?o 1995.

Tampoco es fiable el reloj de la traslaci¨®n 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 a?os cada vez son m¨¢s cortos. La Luna no sale mejor parada. Para compensar la desaceleraci¨®n 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 m¨¢s.

Para medir el tiempo ya no miramos a los astros, sino a los ¨¢tomos. Cuando los ¨¢tomos, del is¨®topo 133 del elemento cesio pasan de su nivel de energ¨ªa m¨¢s bajo al inmediatamente superior absorben un fot¨®n de una determinada frecuencia, y cuando vuelven a caer al nivel anterior emiten un fot¨®n de la misma frecuencia. Desde 1967, ¨¦l segundo se define oficialmente como la duraci¨®n de 9.192.631.770 vibraciones de dicho fot¨®n (o ciclos de la correspondiente radiaci¨®n electromagn¨¦tica).

Esa radiaci¨®n se genera en los relojes at¨®micos de cesio, los aparatos m¨¢s precisos de que disponemos para la medici¨®n del tiempo. Que nosotros sepamos, la frecuencia de la radiaci¨®n absorbida o emitida en esas transiciones de los ¨¢tomos de cesio 133 es completamente regular. Es regular por definici¨®n, al menos mientras siga vigente la determinaci¨®n convencional del segundo adoptada en 1967.