Felicitas Arias, astrónoma argentina — Entrevista

La redefinición del tiempo: “Durante muchos años el segundo fue el patito feo de las unidades fundamentales”

La astrónoma Felicitas Arias tiene dos visiones del tiempo. Una práctica, de alguien que usa la hora “porque la hora es necesaria para todo”, y otra profesional porque ha “fabricado la hora por mucho tiempo”.

“El tiempo es una magnitud física creada por el hombre para satisfacer la necesidad de establecer un orden en la datación de eventos. Ese orden hoy tiene una lectura muy diferente de la que tenía el primer hombre que tuvo la necesidad de ubicarse temporalmente para sembrar, para cosechar o, los nómades, para cambiar de lugar. Eso fue haciendo que la definición del tiempo fuera cambiando y que se transformara en algo que cada vez tenía que ser más preciso y más exacto”, relata Arias, que por 18 años dirigió la sección de Tiempo, Frecuencia y Gravimetría de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM, según sus siglas en francés), cuya tarea es proveer la referencia horaria internacional. 

En esta semana, en que comenzó a debartirse en Francia la definición del segundo a nivel mundial, Arias sostiene que el gran salto en la conservación del tiempo se da en el siglo XVIII debido a las necesidades de la astronomía y de la navegación. “El hombre fue cambiando sus actividades y empezó a requerir una mejor determinación, y yo diría, división del tiempo”, cuenta por videollamada desde Galicia, España. La astrónoma, recibida en la Universidad Nacional de La Plata, hoy está jubilada “con amigos en todas partes del mundo”, pero sigue dando charlas y sigue trabajando porque “le siguen pidiendo cosas”. 

¿Cuál es la premisa para medir el tiempo?

Necesito de un fenómeno periódico, el latido de un corazón que no se pare nunca. Ese fenómeno periódico tiene un periodo constante y tengo que ser capaz de medir y de reproducir ese periodo. Ahí abro el espectro del tiempo a dos cuestiones. Una de ellas es  la del fenómeno natural, el fenómeno periódico tiene que ser natural, porque no puedo golpear sobre la mesa y decir ésta es la frecuencia. Y además tengo que ser capaz de reproducirlo y de guardarlo.  Entonces tengo dos conceptos, la definición ideal de una escala de tiempo, por ejemplo la rotación de la Tierra, y lo que llamo un guarda tiempo. El reloj es un guarda tiempo, que de alguna manera lo sincronizo con el fenómeno natural.

Ayer, justamente, un equipo de BIPM comenzó a trabajar en cuáles serán las bases para realizar una nueva redefinición del segundo, la unidad base para la medida del tiempo. Aseguran que no será ni más largo, ni más corto pero sí más preciso. Ésta no es la primera vez que ocurre.

En 1967 se estableció una nueva definición del segundo, que hasta el momento era definido en función del movimiento de la Tierra, un movimiento que ya se sabía no era uniforme. En realidad, hubo un cambio previo, el llamado Tiempo de Efemérides, que tuvo poco éxito debido a las complicaciones prácticas. “Cuando se decide cambiar también hay un problema filosófico. El astrónomo pierde el dominio del tiempo, porque nos vamos del tiempo de la astronomía del macrocosmos al tiempo del microcosmos, al tiempo que está escondido dentro del átomo”, precisa Arias. Y es que el segundo comenzó a definirse a partir de las transiciones energéticas del átomo del cesio 133. Hoy un segundo es la duración de 9 192 631 770 de estas transiciones atómicas del cesio 133.

“Con el cesio, todos contentos, podés mantener un periodo constante por millones de años”, comenta Arias y agrega que este elemento químico aporta una muy “pequeña incertidumbre”, del orden de 1 en 1016, y que hace tiempo se empezaron a desarrollar relojes atómicos ópticos que pueden bajar ese nivel de incertidumbre.   

Un mayor nivel de precisión no es necesario para llegar a tiempo al tren o a una reunión, pero sí para quienes trabajan en el campo de la física fundamental, en el estudio del cosmos y también para quienes estudian el potencial gravitacional de la Tierra. “Ese es un motor y es lo que se está preparando como la redefinición del segundo”, enfatiza Arias y agrega que al igual que en el pasado la navegación también exige mayor precisión: “Es otro tipo de navegación, pero es siempre lo mismo. En este siglo las exigencias que tenemos para medir el tiempo son otras y es eso lo que hizo evolucionar. El hombre es más curioso que la necesidad. Y entonces cuando alguien tiene una herramienta en la mano lo primero que se le ocurre es qué más puedo hacer”.

Desde hace algunos años, otras unidades fundamentales de medida están asociadas al tiempo, es decir, se definen a partir del segundo. El metro, por ejemplo, es “la distancia que viaja la luz en un vacío durante 1/299.792.458 de segundo”. Lo mismo pasa con el kilogramo (masa), el amperio (corriente) y el kelvin (temperatura).

Sin embargo, Arias asegura que durante muchos años, “el segundo fue el patito feo de las unidades fundamentales” porque realizaban sus mediciones de una manera diferente, sin objetos: “Cuando tenés que hacer una determinación de masa hay una balanza que te permite comparar masas, para la electricidad hay herramientas que te permiten medir la intensidad  de una corriente eléctrica, para medir una longitud existía el metro y nosotros para determinar el tiempo teníamos un algoritmo. Pero resultó que en algún momento se empezó a ver la ventaja de no tener un objeto y se decidió anclar todas las unidades a las constantes de la física”. Y el segundo fue la primera unidad de medida que se definió a partir de una constante de la física.

¿Qué pasará con las otras unidades de medida que están asociadas al tiempo una vez que cambie la definición del segundo? ¿el peso del kilogramo va a cambiar?

No, la medida del kilogramo no va a cambiar porque nos tenemos que asegurar justamente de que la medida del segundo no cambie.

Entonces, ¿no va a cambiar nada cuando cambie la definición del segundo?

No. Después va a cambiar el trabajo de instituciones de metrología que mantienen la hora.

MB