Não é exagero. Sem os relógios atômicos, o mundo tecnológico que conhecemos hoje não existiria. Mas para que tanta complicação? Para ver que horas são, basta olhar no celular ou no relógio de pulso, certo? Na verdade, bem errado. Algumas aplicações, que regem o mundo moderno, necessitam de relógios extremamente precisos, e estes são os relógios atômicos.
Há cerca de 400 relógios atômicos espalhados pelo mundo. A precisão desses relógios é extrema – nanossegundos. Um nanossegundo é equivalente a um bilionésimo de segundos, ou 0,000000001 segundo.
A marcação do tempo e sua importância
Os relógios são uma das invenções mais antigas da humanidade. Medir o tempo é algo extremamente importante, e desde que o ser humano existe, observa o dia, a Lua, o Sol e as estrelas, além das estações dos anos e diversos outros padrões naturais que ocorrem.
Com o nascimento da agricultura, saber em que mês se estava (ainda que não fosse utilizado o nosso calendário, mas algum outro), era importantíssimo para se planejar o plantio, o cultivo e a colheita de alimentos, por exemplo. Mas também era importante saber o tempo mais imediato a nós – as horas. Então, foram criados diversos tipos de mecanismos – relógios solares, relógios d’água, e outros diversos instrumentos de marcação de tempo.
Os relógios mecânicos foram criados ainda na Idade Média, lá pelo século XIII, na Europa. Após isso, a construção de grandes relógios em igrejas e locais públicos foi crescendo pela Europa e, com as grandes navegações, em novas cidades pelo mundo.
No entanto, havia diversos padrões de tempos diferentes não havia uma sincronia entre os relógios dentro de um mesmo país, ainda mais uma sincronia mundial.
Segundo a BBC, no início do século XIX, dois trens se colidiram nos Estados Unidos por falta de sincronia entre os relógios de dois maquinistas. A colisão matou 14 pessoas.
Sincronia do tempo
O relógio que se utilizava como meio de sincronia era o relógio do Observatório Real de Greenwich, em Londres. Este foi decidido como o padrão internacional da hora na Conferência Internacional do Meridiano em 1884, em Washington, nos EUA, por 25 países. Em 1833, uma bola vermelha foi acrescentada a um mastro no relógio. Todos os dias, 13h em ponto, a bola caia, para que pessoas ou empresas pudessem acertar os relógios.
No entanto, o tempo era calculado de acordo com a Terra. No entanto, isso não é extremamente exato, e há variações.
Para deixar mais exato, passou-se a utilizar um dia específico. Em 1960, ratificou-se internacionalmente que um segundo corresponde a “1/31.556.925,9747 do tempo que levou a Terra a girar em torno do Sol a partir das 12 horas do dia 4 de janeiro de 1900”. Sabemos que a Terra leva um dia para girar em torno de si mesma.
Relógios atômicos – exatos até demais
Em um momento, cientistas passaram a pensar que o átomo poderia trazer uma arbitragem mais confiável em relação ao tempo. Muita pesquisa ocorreu, até que se desenvolvesse os relógios atômicos.
E, 1967, na 13ª Conferência Geral de Pesos e Medidas, concordou-se, internacionalmente, que o segundo é “duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133”.
Essa definição quer dizer que os relógios atômicos submetem um átomo de césio 133 a uma perturbação. Dessa maneira, ele passa para outro estado. Foi definido, então, que o tempo que leva para ocorrer isso é 1 segundo. Nesse tempo, ocorre 9.192.631.770 ciclos de oscilação da radiação. A definição foi escolhida pois o césio é um isótopo estável e muito confiável. Além disso, muita tecnologia é envolvida, pois perturbações externas podem comprometer a medição. Medir o tempo é uma tarefa seríssima.
No Brasil, a hora oficial é calculada por lei pelo Observatório Nacional, através da Divisão de Serviços da Hora Legal Brasileira (DISHO). Este não é o único relógio atômico do país, mas é o oficial.
Esse ciclo ocorre de maneira extremamente precisa. Então, supria facilmente a definição anterior de tempo. Os relógios atômicos atrasam um segundo em milhares de anos, enquanto um relógio de pulso pode atrasar um segundo por dia.
Hoje, computadores, satélites, GPS, criptomoedas, sistemas bancários – tudo isso depende da precisão da marcação do tempo para ocorrer de maneira confiável. Os 400 relógios atômicos pelo mundo exercem uma importância tão grande que toda a tecnologia depende deles.
Há pesquisas para o desenvolvimento de relógios ainda mais precisos. Mas isso é coisa pro futuro.
