Un segundo artificial
Entre átomos y relojes: ¿qué es un segundo y por qué dura lo que dura? ¿existe realmente el tiempo? (#5)
La Tierra gira sobre sí misma, completando una vuelta cada 24 horas. Este movimiento ha marcado el ritmo de nuestras vidas desde tiempos ancestrales: la salida del sol señala el inicio de la actividad, el atardecer anuncia el descanso.
Vivimos pendientes —y también dependientes— del tiempo. El lector curioso ha tenido a bien dedicar unos minutos a este artículo, antes o después de hacer algo —seguramente más importante—. Y el autor se siente agradecido. Al fin y al cabo, el tiempo es oro.
Hemos construido nuestros días a partir de este ciclo natural, dividiendo el tiempo en partes cada vez más pequeñas hasta llegar al segundo, esa unidad mínima que parece casi intangible. No es fácil calcular mentalmente un segundo. Contar hasta diez intentando mantener un ritmo constante parece un poco más sencillo. Sin embargo, difícilmente seríamos exactos. Sabemos que un minuto tiene 60 segundos, pero ¿cuánto dura exactamente un segundo? ¿Y por qué dura lo que dura?
¿Cuánto dura un segundo?
La respuesta a esta pregunta podría parecer evidente, pero no lo es. Podríamos pensar que un segundo dura… un segundo. Sin embargo, para poder definirlo con precisión, necesitamos relacionarlo con otra medida.
Durante siglos, la duración de un segundo estuvo basada en el movimiento terrestre: si un día tenía 24 horas, una hora 60 minutos y un minuto 60 segundos, entonces un segundo era 1/86.400 del tiempo que tarda la Tierra en girar sobre su eje (los 86.400 salen de multiplicar 24 x 60 x 60). Esta definición, aunque lógica y basada en la observación astronómica, tenía un problema: la Tierra no gira de forma perfectamente constante.
Factores como la interacción gravitatoria con la Luna, los movimientos internos del planeta o incluso los terremotos afectan ligeramente la duración de una rotación completa. Estas variaciones, aunque minúsculas, son significativas cuando lo que se busca es una medida precisa y estable del tiempo. Así fue como el ser humano, siempre en busca de exactitud, decidió abandonar la referencia natural y crear una definición artificial del segundo. Y no fue hace mucho tiempo. De nuevo, el tiempo.
Una redefinición del segundo
En 1967, la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) estableció una nueva definición:
Un segundo es el tiempo que tarda un átomo de cesio-133 en emitir 9 192 631 770 oscilaciones durante una transición entre dos niveles de energía.
En la web de la CGPM está publicado el documento Resolution 1 of the 13th CGPM (1967) con los detalles del cambio. Se puede leer (en francés) en el punto 9, entre las páginas 14 y 15.
Esta redefinición no depende de la Tierra, ni del Sol, ni de ningún fenómeno astronómico, sino de un comportamiento atómico constante y replicable en cualquier laboratorio del mundo. El segundo, desde entonces, es una construcción artificial basada en la física cuántica. Menos romántico, es cierto, pero más exacto.
En ese momento de la historia, dejamos de medir el tiempo mirando al cielo para hacerlo observando el interior de la materia. Lo que antes se basaba en lo que todos podíamos observar y compartir —el día, la noche, las estaciones— ahora depende de la precisión de relojes atómicos y la constancia de procesos que no podemos percibir a simple vista. La unidad más fundamental del tiempo ha dejado de depender del movimiento del planeta en el que vivimos.
La verdadera cuestión no es cómo medimos el tiempo, sino cómo lo vivimos.
Sin embargo, seguimos viviendo dentro de ciclos naturales. Nuestro cuerpo responde a la luz del sol, a las estaciones, al cansancio del día. El planeta nos recuerda que la eficiencia no está en exprimir cada segundo, sino en respetar los ritmos. La pregunta no es solo cómo medimos el tiempo, sino cómo lo vivimos. Y la respuesta no la puede dar ningún reloj atómico. Tal vez, aunque el segundo sea ahora artificial, el tiempo que realmente vivimos sigue siendo profundamente real. O quizá el tiempo no existe.
El tiempo no existe
El físico Carlo Rovelli, en esta charla (2012), explica que el tiempo no es una entidad universal ni absoluta, sino una percepción relativa que varía según la posición y la velocidad de los objetos.
A través de ejemplos como relojes colocados a distintas alturas y el funcionamiento del GPS, demuestra que el tiempo transcurre más rápido en altitud y más lento en zonas bajas debido a la gravedad.
Rovelli señala que esta comprensión ya fue anticipada por Einstein hace un siglo. Al combinar la relatividad con la mecánica cuántica, surge una ecuación sorprendente: no incluye el tiempo como variable. Esto sugiere que, a escalas extremas, el tiempo desaparece como concepto fundamental. Esta idea, sin duda, es fascinante.
Al igual que lo alto y lo bajo solo tienen sentido en la Tierra, el tiempo es útil en nuestra vida cotidiana, pero no describe con precisión la realidad del universo. La ciencia, concluye Rovelli, nos invita a ampliar y revisar nuestra visión del mundo constantemente.
El misterio del tiempo
El concepto de tiempo puede resultar más o menos misterioso dependiendo del nivel de conocimiento en física que tengamos, como ocurre con cualquier otro aspecto de la ciencia.
En este video, el físico teórico Brian Greene se enfrenta al desafío de explicar la naturaleza del tiempo a cinco personas de diferentes edades y niveles de conocimiento: un niño, un adolescente, un estudiante universitario, un estudiante de posgrado y un experto.
A lo largo del video, Greene adapta su explicación del tiempo según el nivel de comprensión de cada persona. Desde una visión simple y accesible para el niño, hasta complejas explicaciones relacionadas con la relatividad y la física cuántica para el experto.
El objetivo es mostrar cómo la percepción y comprensión del tiempo varían según el conocimiento y la experiencia de cada individuo. Greene destaca que, a pesar de ser un concepto familiar para todos, el tiempo sigue siendo uno de los aspectos más misteriosos del universo físico.
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