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

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.
Lee también: Por qué es tan precisa la
hora actual
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.
El progreso de las sociedades ha venido
marcado también por mejoras en la forma
de medir el paso del tiempo.
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.
Lee también: Cómo funciona el reloj más
complicado del mundo
Frecuencia precisa
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.
Los relojes atómicos con el estandar hoy.
Pero mañana podrían ser los ópticos, cuyo
funcionamiento podría desafiar incluso las
leyes de la física.
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.
Reloj de relojes
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.
El reloj de pared quedó para los
nostálgicos...
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.
Comprando tiempo
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.
El "tiempo" se ha convertido en una
especie de servicio público, como el
suministro de electricidad o banda ancha.
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.
Desafiando la física
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.
Podrías estarte beneficiando de la
tecnología de los relojes atómicos incluso
sin darte cuenta.
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.