Señores del tiempo: cómo los relojes están cambiando la manera en la que vivimos

En la actualidad los mejores relojes sólo pierden un segundo cada 300 millones de años, y las minúsculas diferencias en su medición del tiempo están afectando la evolución del mundo. ¿Por qué?
Señores del tiempo: cómo los relojes están cambiando la manera en la que vivimos
Reloj "infinito"

El tiempo es dinero. Nunca más claro como cuando a las 09:59:59.985 del tiempo del este de Estados Unidos (EST) del 3 de junio de 2013, un pequeña falla técnica llevó a que la agencia Reuters diera a conocer datos de la bolsa de valores 15 milisegundos antes de lo previsto.

El resultado fueron transacciones por US$28.000.000, debido a que operadores robóticos comenzaron a comprar y vender antes de que otros tuvieran oportunidad de mirar la información.

La tecnología ha llegado a un punto en el que incluso las más pequeñas discrepancias pueden tener un costo enorme, llevándonos a una nueva era de medición de tiempo.

Los relojes más exactos pueden funcionar por más de 300 millones de años sin sobresaltos, y ese no es no es, ni con mucho, el límite. Esos señores del tiempo pueden influenciarlo todo, desde los mercados financieros hasta el GPS de tu automóvil. Incluso pueden permitirnos poner a prueba la sustancia del universo mismo.

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Las mejoras en la medición del tiempo siempre han estado en el corazón del progreso de las sociedades, desde que dejamos de utilizar el movimiento del sol para llevar la cuenta.

La invención del reloj mecánico revolucionó la vida de mar, por ejemplo, ya que les permitió a los marineros estimar su longitud, avivando la era de los descubrimientos y el colonialismo. También estimuló avances en la astronomía, permitiendo que los astrónomos midieran el recorrido de los cuerpos celestes con mayor precisión.

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Sin embargo, incluso los mejores relojes mecánicos palidecerían frente a los estándares de hoy.

Un reloj de pie, por ejemplo, pierde cerca de 15 segundos al día, toda una era comparado con la precisión de nuestro patrón de oro, el reloj atómico.

Inventados hace 60 años, trabajan bañando de microondas una bola de átomos de cesio. Las microondas están calibradas de manera tal que sean completamente absorbidas y emitidas de nuevo por el cesio, lo cual –reza la teoría- debería ocurrir cuando las microondas alcancen una frecuencia precisa de 9.192.631.770 oscilaciones por segundo.

Medir estas oscilaciones, en consecuencia, ofrece un “tictac” que se usa para medir el paso del tiempo, del mismo modo que la oscilación de un péndulo lo hace con un reloj mecánico.

Hoy, uno de los relojes atómicos más precisos se encuentra en el National Physical Laboratory de Teddington, Inglaterra. Pierde cerca de un segundo cada 138 millones de años. El año pasado fue relegado al segundo lugar por un reloj del National Institute of Standards and Technology de Boulder, en Colorado (EE.UU.), que pierde apenas un segundo cada 300 millones de años.

El secreto estuvo en enfriar el nitrógeno líquido, dice Steven Jefferts, del NIST: esto minimiza errores minúsculos.

Pero no es la clase de reloj que puedes colgar en tu pared. De hecho, es del tamaño de una habitación.

En realidad, el aparato ni siquiera tiene una carátula de reloj en la que se pueda leer la hora. En cambio, se lo usa para medir el error en otros relojes atómicos, de manera que puedan ser calibrados con más precisión.

“Es como si tuvieras un reloj de pulsera y supieras que se atrasa 10 segundo cada día. Así puedes corregir la hora”, dice Jefferts.

Juntos, una serie de relojes atómicos ayudan a formar una red que define la hora oficial en el mundo.

Y, casi con seguridad, tú echas mano de esa red sin darte cuenta.

Por ejemplo, los relojes atómicos ayudan a medir la frecuencia a las ondas de radio que se usan para las transmisiones de televisión.

Por otra parte, el GPS funciona midiendo ligeros retrasos en las señales que envían distintos satélites, de cuyas diferencias puede calcular dónde te encuentras en un mapa.

Nada de esto sería posible sin un reloj atómico que midiera las diferencias más minúsculas.

Con frecuencia, el problema no está en la medición del tiempo mismo, sino en la forma en que se comparte la información, como ilustra el error técnico de Reuters al que aludimos al principio.

Leon Lobo, del National Physical Laboratory de Reino Unido, señala que buena parte de la economía hoy en día está impulsada por el “comercio de alta frecuencia”, que usa sistemas automatizados para hacer transacciones en fracciones de segundos.

El problema es que el reloj de cada institución puede estar ligeramente desfasado.

“Cuando vas al nivel del microsegundo te encuentras con que nadie tiene la misma hora”, dice Lobo.

“Si el reloj del receptor está adelantado, parece que los datos llegaron antes incluso de que hubieran sido emitidos”, añade.

Algunos inversionistas pueden explotar esas diferencias para hacer dinero.

Aunque las señales de satélite que se usan para los sistemas de GPS pueden ayudar a nivelar las diferencias, son vulnerables a los hackers.

“Por US$30 se pueden comprar aparatos para colapsar GPS que pueden eliminar toda una manzana”, dice Lobo.

Algunas veces la amenaza no es ni siquiera intencional. Por ejemplo, los conductores de reparto de paquetes pueden usarlas para esconder de sus jefes desviaciones en sus rutas eliminando todos los edificios en el camino.

Como solución, el NPL está suministrando una red subterránea que conecta a las instituciones interesadas con sus relojes atómicos, lo que se traduce en que cada una de ellas utiliza la misma fuente de medición del tiempo.

La información se entrega –explica el especialista- en una “red oscura”, lo que significa que ninguna otra señal puede ser enviada a través de esos cables.

De esta manera el “tiempo” se ha convertido en una especie de servicio público, como la electricidad o la banda ancha, al que uno tiene que suscribirse. “De repente, el internet, el tiempo y la electricidad del usuario salen de la pared; sólo tiene que consumirlos”, explica Lobo.

Dentro de una década, incluso los mejores relojes atómicos de hoy podrían parecer anticuados, como nuestro reloj de pie.

En lugar de cesio, los científicos están probando otros materiales como el estroncio, que puede activarse con la luz visible y que ha resultado ser aún más exacto. Estos relojes podrían haberse apenas desajustado desde el Big Bang, dice Lobo. “Estamos hablando de un segundo por toda la existencia del Universo”.

Lobo señala que estos relojes son tan sensibles que eventualmente funcionarán con arreglo a la física alucinante descrita por Albert Einstein en su teoría de la relatividad.

Einstein dijo, por ejemplo, que la fuerza de gravedad puede ralentizar el paso del tiempo, lo que significa que el tiempo transcurre ligeramente más rápido mientras más arriba te encuentras.

Ya sabemos que los relojes atómicos de hoy en día sienten ese efecto a altitudes muy superiores al nivel del mar, pero la precisión de los relojes ópticos permitiría notar la diferencia en distancias más cortas.

“Simplemente elevar un reloj óptico un centímetro cambia su frecuencia”, dice Lobo. De esta manera, se convierte en un instrumento de medición de gravedad que podría sondear las entrañas de la Tierra para descubrir depósitos de petróleo o gas que podrían cambiar la fuerza de gravedad en un lugar específico. “Ese es el tipo de aplicación perturbadora que podría resultar”, dice Lobo.

Es incluso posible que algo inesperado se produzca, dice Jefferts. ¿Qué pasa si nos encontramos con la frecuencia del reloj cambia minuciosamente con el tiempo? “Estaríamos frente a la posibilidad de que las leyes de la física misma estén cambiando”, dice, lo que iría a contracorriente del principio de larga data según la cual esas leyes permanecen constantes.

Si la historia de los tics y los tacs nos dice algo, es que cada nuevo avance ha desatado otras revoluciones, de la vida de mar a los GPS y los teléfonos celulares.

¿Serán igualmente revolucionarios estos nuevos aparatos?

El tiempo dirá.

Lee la

historia original en inglés en

BBC Future