Don't take life too seriously: it's just a temporary situation

Secondo

Vari 

Che c’entra una grandezza fisica con la matematica? Il fatto è che il secondo è definito da un numero, intero per giunta.

Ripercorriamone brevemente la storia.

 

Nel 1832 Gauss propose l’utilizzo del secondo come unità base per la misura del tempi e nel 1864 la British Association for the Advancement of Science ne propose formalmente l’adozione nel sistema CGS. Il sistema fu in gran parte soppiantato dal sistema MKS, che però conservò il secondo come unità di tempo.

 

La prima definizione era 1 / 86400 del giorno solare medio. Apparentemente semplice, in realtà complicata da applicare, perché la durata del giorno (inteso come passaggi del Sole al meridiano) varia nel corso dell’anno, discostandosi dal giorno medio fino a una quindicina di minuti, quindi servono misure prolungate per ricavare la media, ma al tempo in cui la definizione fu adottata non erano disponibili orologi con precisione maggiore della rotazione terrestre.

La rotazione terrestre, inoltre, non ha una velocità costante, ma rallenta, seppur molto lentamente: oggi infatti si riconosce la necessità di aggiungere di tanto in tanto un secondo (che potremmo chiamare “bisestile”) al tempo ufficiale, per mantenere il nostro tempo sincronizzato con la rotazione del pianeta.

 

Nel 1952 fu adottata una nuova definizione, riferita all’anno siderale, ovvero al tempo che impiega la Terra a percorrere un’orbita intorno al Sole, rispetto alle stelle “fisse”.

 

Nel 1956 il Comitato internazionale dei pesi e delle misure, con l’autorità datagli dalla decima Conferenza generale sui pesi e sulle misure del 1954, definì il secondo in termini di rivoluzione terrestre attorno al Sole; più precisamente 1 / 31556925.9747 dell’anno tropico (il tempo che impiega il Sole a tornare nella stessa posizione apparente nel ciclo delle stagioni, ovvero l’intervallo tra due equinozi di primavera successivi) riferito allo 0 gennaio 1900. L’anno tropico era considerato più fondamentale di quello siderale ed è più corto di questo di circa 20’ 24.5” a causa della precessione degli equinozi. Apparentemente era una definizione non replicabile, ma in realtà dipendeva dalle tabelle di Newcomb, che fornivano una formula per il movimento (apparente) del Sole, ricavata applicando la meccanica di Newton e utilizzando le osservazioni effettuate nei due secoli precedenti; queste tabelle furono utilizzate per la previsione della posizione dei principali corpi del sistema solare fino al 1983. Questa definizione venne ratificata dall'undicesima Conferenza generale sui pesi e sulle misure del 1960.

 

Neppure la rivoluzione delle Terra intorno al Sole, però, è rigorosamente costante su lunghi periodi, a causa delle perturbazioni provocate dagli altri corpi del sistema solare, quindi nel 1967 la tredicesima conferenza generale sui pesi e sulle misure ridefinì il secondo nel Sistema Internazionale come 9192631770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due ben precisi livelli iperfini dello stato fondamentale dell'atomo di cesio-133.

Il secondo divenne così la prima unità di misura legata a caratteristiche fisiche immutabili della materia, piuttosto che a misure di oggetti macroscopici.

Naturalmente ogni ridefinizione richiese un lungo lavoro di accuratissime misure, per rendere la nuova definizione il più possibile equivalente alla precedente.

 

Il secondo è oggi l’unità di misura definita con la massima precisione e il tempo e la grandezza fisica che sappiamo misurare meglio: esistono orologi con un errore non superiore a un secondo su 15 miliardi d’anni, ovvero capaci di misurare il tempo trascorso dalla nascita dell’Universo a oggi con un errore inferiore al secondo.

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