Relógios de sol, mecânicos, de cristal de quartzo, atómicos. Todos têm uma definição diferente daquilo que é um segundo. Afinal, em quem acreditamos?
Definir um segundo, uma unidade de tempo supostamente simples, evoluiu significativamente ao longo dos séculos. Inicialmente baseado na posição do sol e medido por relógios de sol, um segundo era definido de acordo com o tempo solar aparente.
“O segundo era originalmente baseado no comprimento do dia,” disse Peter Whibberley, cientista sénior no Laboratório Nacional de Física no Reino Unido, à Live Science.
“As pessoas observavam o sol a passar por cima e começaram a medir o seu movimento com relógios de sol, dispositivos que dão uma hora baseada diretamente na posição do sol no céu, o que conhecemos como tempo solar aparente“, explica.
No entanto, a dependência da rotação da Terra para a medição do tempo provou ser imprecisa devido à velocidade inconsistente do planeta, influenciada por mudanças sazonais, variações no seu núcleo fundido e movimentos das marés.
A busca pela precisão levou ao desenvolvimento de relógios mecânicos no século XVI, que marca o nosso afastamento da medição solar para a oscilatória. Relógios de pêndulo, os primeiros cronómetros mecânicos, contavam um número fixo de oscilações como um segundo. À medida que a tecnologia avançava, surgiram vários mecanismos de medição do tempo, incluindo engrenagens e molas.
Até 1940, os relógios de cristal de quartzo, que vibram a uma frequência precisa quando uma tensão é aplicada, tornaram-se o padrão, mas a sua precisão é afetada por ressonâncias únicas e condições físicas como temperatura e pressão. Para superar estas limitações, foram introduzidos os relógios atómicos.
Baseados em ressonâncias fixas naturais dos átomos, que correspondem a frequências precisas, os relógios atómicos ofereceram uma precisão sem paralelo. O primeiro relógio atómico prático, desenvolvido em 1955, utilizava átomos de césio para definir um segundo como a duração de 9.192.631.770 oscilações de energia.
O segundo atómico, estabelecido em 1967, mantém-se constante, ao contrário do segundo astronómico, que varia devido à rotação mutável da Terra. A discrepância exige segundos intercalares periódicos, embora estes estejam definidos para ser abolidos em 2035, o que põe nas mãos de cientistas e governos certos desafios relacionados com a medição do tempo.
Atualmente, os mais curiosos estão a explorar relógios atómicos óticos que utilizam elementos como o estrôncio e o itérbio, que operam com transições atómicas induzidas por luz visível.
Estes relógios prometem aumentar a precisão mais de 100 vezes: será que o segundo vai ser redefinido mais uma vez?
