Por que medir o tempo com precisão é mais complicado do que pensamos?

(Dan Tri) - O tempo não vem do telefone. Também não vem do relógio. Ele vem de átomos vibrando no vácuo bilhões de vezes por segundo dentro de um sistema que está constantemente se verificando.

O sistema moderno de medição do tempo começa com um átomo de césio-133. Quando excitado com a frequência de micro-ondas correta, o átomo de césio transita entre níveis de energia e emite um pulso. Esse processo se repete exatamente 9.192.631.770 vezes, e esse número define um segundo.

É aí que entram os relógios atômicos. Eles emitem micro-ondas no vácuo, rastreiam quando os átomos de césio entram em ressonância e, em seguida, sincronizam-se com essa frequência.

Uma vez que a ressonância é estabelecida, o sistema conta cada ciclo e mantém o alinhamento. Essa é a base de tempo que seu telefone exibe. Mesmo filtrada por múltiplas camadas de infraestrutura, a referência original permanece inalterada.

Sem ele, o GPS entraria em colapso, as redes financeiras ficariam dessincronizadas e os sistemas de comunicação sofreriam atrasos e instabilidades. Isso confirma que a medição do tempo não é apenas uma formalidade, mas sim o que mantém tudo funcionando sem problemas.

Tempo: um alvo em movimento

O interessante sobre a medição do tempo é que ela está em constante evolução. Dezenas de laboratórios ao redor do mundo operam relógios atômicos de alta precisão, cada um contribuindo com dados para um sistema comum.

No entanto, nem tudo está perfeitamente sincronizado, e isso não é necessário. Em vez disso, o sistema compara os valores medidos, leva em consideração o desvio e mantém o valor médio estável.

Esse valor médio se torna o Tempo Universal Coordenado (UTC) e é atualizado continuamente; não existe um único relógio mestre.

Os Estados Unidos, a Alemanha, o Japão e outros países contribuem com seus dados, e o sinal combinado é então transmitido ao redor do planeta via satélite, cabos de fibra óptica, rádio...

O objetivo não é alcançar medições perfeitas em nível individual, mas sim obter um consenso que resista a uma análise rigorosa. O sistema é operado não apenas por físicos, mas por uma rede de engenheiros, técnicos de telecomunicações e muitos outros especialistas.

Sempre que a tela do seu celular exibe as horas, ela obtém essa informação de um oscilador de cristal oculto que opera em uma frequência fixa. A frequência do oscilador pode variar com a temperatura, a voltagem ou o tempo de uso.

Se um dispositivo for desconectado ou ficar offline por tempo suficiente, começará a se desvincular do tempo real. Mesmo alguns segundos de atraso podem interromper mensagens criptografadas ou transações automatizadas. É por isso que os dispositivos modernos se sincronizam constantemente: porque um dia inteiro de atraso pode prejudicar sistemas de alta velocidade.

O futuro do tempo não está nos segundos.

Resumindo, a medição do tempo sempre se baseou no controle preciso, primeiro pelo sol, depois por máquinas e agora por átomos.

Mas as pesquisas atuais vão ainda mais longe. Existem novos relógios ópticos de rede construídos em torno de átomos como o estrôncio ou o itérbio, que funcionam 100.000 vezes mais rápido que o césio. Eles são precisos o suficiente para detectar a mudança na gravidade entre a sua cabeça e os seus pés.

Essa resolução é fundamental para desbloquear sistemas de navegação de próxima geração que poderão rivalizar com o Google Maps, sincronizar a órbita baixa da Terra e monitorar o planeta em tempo real.

O tempo agora consegue detectar mudanças tectônicas, alterações no nível do mar e até prever atividades vulcânicas, simplesmente observando como ele flui de maneira diferente sob pressão.

Também estamos vendo o tempo sendo usado para estabilizar computadores quânticos, autenticar eventos de tecnologia blockchain e ajustar radiotelescópios que escaneiam o céu.

Nesses ambientes, mesmo um desvio de nanossegundo representa uma falha completa, e é aí que a precisão deixa de ser uma peculiaridade da engenharia para se tornar um requisito fundamental.

Você não os encontrará em seu telefone ou relógio; são experimentais, sutis e ocultos, mas já estão transformando os fundamentos da tecnologia moderna.

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