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¿Qué es realmente un segundo?

  • ¿Qué es realmente un segundo?

Tiempo de lectura 4 min.

19 de mayo de 2019. 10:33h

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Jorge Alcalde 19/5/2019

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Parece sencillo de entender. Ocurre en lo que tardamos en abrir y cerrar los ojos un par de veces. Pasa inexorablemente cada día 86.400 veces. Es el segundo, la unidad mínima de tiempo fácilmente aprehensible por nuestros sentidos. El ladrillo con el que se construyen los minutos y luego las horas y luego los días...

Pero, ¿realmente sabemos qué es un segundo?

Hasta el año 1967 un segundo se medía como una fracción de 1/86.400 de un día. Si cogemos un día y lo dividimos en 86.400 partes iguales, cada una de esas partes será un segundo. Pero ¿valía cualquier día para hacer la medición? No. Los días terrestres no son siempre iguales. El tiempo que tarda la Tierra en rotar sobre sí misma una vez completa ha variado a lo largo de la historia geológica. A causa de relación con la fuerza de gravedad de la Luna, los días varían en función de la distancia de nuestro satélite: cada año los días son un poco más largos, aunque este efecto solo es significativo al pasar miles de años.

Según los cálculos astronómicos, cada año la rotación de la Tierra dura 17 microsegundos más, debido a la fricción de las mareas que produce la Luna, que ralentiza la velocidad de rotación de la Tierra. Los más modernos relojes atómicos han demostrado que un día en la Tierra es hoy 1,7 milisegundos más largo que hace 100 años, es decir, que la Tierra se frena a un ritmo de 1,7 milisegundos por siglo.

Los científicos quisieron ajustar la medida del segundo para que fuera siempre la misma y se utilizó como medida de referencia la duración media del día entre los años 1750 y 1890. Así todos los relojes del mundo podrían medir el mismo tipo de segundo.

Pero, obviamente, una medida de ese calibre dista mucho de ser universal y no sirve para siempre, se volverá añeja, inútil, irrepetible. Así que en 1967 se decidió cambiar el estándar. Desde entonces se miden los segundos con una herramienta más fiable: un átomo. Un segundo es el tiempo que tarda un átomo de Cesio 133 en oscilar 9 192 631 770 de veces. Parece una locura, pero así es como funcionan los relojes atómicos que hay repartidos por el planeta y que dotan al mundo de un tiempo universal exacto.

En realidad, la definición técnica de segundo es algo más compleja: un segundo es la duración de 9 192 631 770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio a una temperatura de 0 grados Kelvin. La oscilación es tan estable que permite mediciones exactas en cualquier circunstancia aunque también presenta ligeros desajustes que obligan a calibrar periódicamente los relojes atómicos.

¿Por qué nada puede superar la velocidad de la luz?

En la naturaleza, nada puede superar la velocidad de la luz. La razón está en la masa. Esta cualidad nace de la interacción de unas partículas fundamentales (llamadas bosones) con un campo de fuerza que generan el campo de Higgs. Imagine que tiene un bote de miel e introduce una cuchara dentro. Si gira la cuchara verá que la miel es espesa y se resiste al movimiento. Cuanto más velozmente mueva la cuchara, más miel se acumula en su base y más difícil es moverla. La cuchara sería un bosón (la partícula que aporta la masa a los cuerpos) y la miel el campo de Higgs (la resistencia al movimiento de todo cuerpo masivo). Pero el aumento de velocidad tienen un límite. Al acercarnos a la velocidad de la luz la masa de un objeto se vuelve infinita. Cuanto más velocidad lleve una partícula, un cuerpo o un objeto, más interactuará con el campo de Higgs y por lo tanto, ganará más masa.

¿La fuerza de la gravedad es potente o débil?

La fuerza de atracción gravitatoria es muy extraña. Resulta tan poderosa como para mantener unida a la Luna en órbita de la Tierra o para mover galaxias unas alrededor de otras. Y sin embargo, es tan débil que nosotros mismos podemos levantarnos de la silla con un débil impulso de los músculos. Esto se debe a que la gravedad es una fuerza directamente proporcional a la masa de un cuerpo e inversamente proporcional al cuadrado de distancia entre dos cuerpos. Si a una distancia determinada un planeta atrae a otro con una gravedad X, al doble de distancia la fuerza será ya una cuarta parte. De manera que para escapar de la atracción de un cuerpo para siempre hay que tener en cuenta su masa. Es lo que se llama velocidad de escape. Por debajo de esa velocidad, por lejos que llegue, el cohete tarde o temprano volverá a caer. La velocidad de escape de la Tierra es de 40.320 kilómetros por hora u 11,2 metros por segundo.

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