Mengapa mengukur waktu secara tepat lebih rumit daripada yang kita kira?

(Dan Tri) - Waktu tidak berasal dari telepon. Waktu juga tidak berasal dari jam. Waktu berasal dari atom-atom yang bergetar dalam ruang hampa miliaran kali per detik di dalam sistem yang terus-menerus memeriksa dirinya sendiri.

Sistem pencatat waktu modern dimulai dengan atom cesium-133. Ketika dieksitasi dengan frekuensi gelombang mikro yang tepat, atom cesium bertransisi antar tingkat energi dan memancarkan pulsa. Proses ini berulang tepat 9.192.631.770 kali, dan angka ini mendefinisikan satu detik.

Di sinilah jam atom berperan. Jam ini memancarkan gelombang mikro dalam ruang hampa, melacak saat atom cesium beresonansi, dan kemudian mengunci frekuensi tersebut.

Setelah resonansi terkunci, sistem akan menghitung setiap siklus dan mempertahankan keselarasan. Ini adalah basis waktu yang ditampilkan ponsel Anda. Meskipun difilter melalui beberapa lapisan infrastruktur, referensi aslinya tetap tidak berubah.

Tanpanya, GPS akan lumpuh, jaringan keuangan akan kehilangan sinkronisasi, dan sistem komunikasi akan melambat dan tersendat. Hal ini menegaskan bahwa ketepatan waktu bukan sekadar formalitas, melainkan hal yang membuat segala sesuatunya berjalan lancar.

Waktu: Target yang Bergerak

Hal yang menarik tentang pencatatan waktu adalah perkembangannya yang konstan. Puluhan laboratorium di seluruh dunia mengoperasikan jam atom yang sangat akurat, masing-masing menyumbangkan data ke sistem yang sama.

Namun, tidak semuanya tersinkronisasi sempurna, dan ini tidak diperlukan. Sebaliknya, sistem membandingkan angka-angka yang diukur, memperhitungkan deviasi, dan menjaga nilai rata-rata tetap stabil.

Nilai rata-rata tersebut menjadi Waktu Universal Terkoordinasi (UTC) dan terus diperbarui, tidak ada jam utama tunggal.

AS, Jerman, Jepang, dan negara lain menyumbangkan data mereka, dan sinyal gabungan kemudian ditransmisikan ke seluruh planet melalui satelit, kabel serat optik, radio...

Tujuannya bukanlah mencapai pengukuran sempurna di tingkat individu, melainkan mencapai konsensus yang dapat bertahan setelah diteliti secara saksama. Sistem ini dioperasikan tidak hanya oleh fisikawan, tetapi juga oleh jaringan insinyur, teknisi telekomunikasi, dan banyak pakar lainnya.

Setiap kali layar ponsel Anda menampilkan waktu, informasinya diambil dari osilator kristal tersembunyi yang beroperasi pada kecepatan tetap. Frekuensi osilator dapat berubah seiring suhu, tegangan, atau usia.

Jika perangkat dicabut atau offline dalam waktu yang cukup lama, perangkat tersebut akan mulai keluar dari waktu sebenarnya. Keterlambatan beberapa detik saja dapat mengganggu pesan terenkripsi atau transaksi otomatis. Itulah sebabnya perangkat modern terus-menerus melakukan sinkronisasi sendiri: karena penyimpangan satu hari saja dapat mengganggu sistem berkecepatan tinggi.

Masa depan waktu bukanlah detik

Singkatnya, pencatatan waktu selalu tentang pengendalian yang tepat, pertama oleh matahari, kemudian oleh mesin, dan sekarang oleh atom.

Namun, penelitian saat ini bahkan lebih maju. Ada jam kisi optik baru yang dibangun di sekitar atom seperti strontium atau ytterbium, yang berdetak 100.000 kali lebih cepat daripada cesium. Jam ini cukup presisi untuk mendeteksi perubahan gravitasi antara kepala dan kaki Anda.

Resolusi tersebut adalah kunci untuk membuka sistem navigasi generasi berikutnya yang dapat menyaingi Google Maps, menyinkronkan orbit Bumi rendah, dan memantau Bumi secara real time.

Waktu sekarang dapat mendeteksi pergeseran tektonik, perubahan permukaan laut, dan bahkan memprediksi aktivitas vulkanik, hanya dengan mengamati bagaimana alirannya berbeda di bawah tekanan.

Kita juga melihat waktu digunakan untuk menstabilkan komputer kuantum, mengautentikasi peristiwa teknologi blockchain, dan menyempurnakan teleskop radio yang memindai langit.

Dalam lingkungan ini, penyimpangan sedetik saja pun merupakan kegagalan total, dan saat itulah presisi berubah dari keanehan teknik menjadi persyaratan yang sulit.

Anda tidak akan menemukannya di ponsel atau jam tangan Anda, mereka eksperimental, halus, dan tersembunyi dari pandangan, tetapi mereka telah mengubah fondasi teknologi modern.

Sumber: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/tai-sao-do-thoi-gian-chinh-xac-lai-phuc-tap-hon-chung-ta-tuong-20250922090644411.htm