آيا «واحد زمان» مجدد به چالش کشيده خواهد شد؟
آيا واقعا مي‌دانيد که طول يک ثانيه چقدر است؟ دانش واقعيِ پشت پرده‌ي سنجش زمان به شما اثبات خواهد کرد که اشتباه مي‌کنيد.
اين سوال از آن پرسش‌هايي است که شما را مانند آليس وارد سرزمين عجايب مي‌کند: طول يک ثانيه واقعا چقدر است؟

خبر خوش اينکه ما در اينجا متخصص سرزمين عجايب هستيم و آن را مثل کف دست مي شناسيم! جوليان هوگت امروز در دي نيوز نوشت که واحد زمان که ما آن را به نام ثانيه مي شناسيم، در طول سال ها معناي متفاوتي به خود گرفته است.
قبل از هر چيز، اصل خبر چيست: گروهي از چند پژوهشگر بسيار وقت‌شناس اخير روشي بهتر را براي ثبت زمان اعلام کردند که از ساعت هاي اوپتيکال در آن استفاده مي‌شود. تکنيک جديد طول دقيق ثانيه – يا هر واحد زماني ديگر – را به کمک تعداد نوسان‌هاي اتم‌هاي استرانسيوم اندازه گيري مي‌کند.
بحث آن خيلي پيچيده و فني است، اما خلاصه خبر اين بود که روش جديد ساعت‌هاي اوپتيکال دقيق تر از ساعت‌هاي اتمي کنوني است. اين دستاورد درست مانند اختراع سامانه هاي GPS با دقت سانتيمتري خود، مي‌تواند تاثيرات شگرفي در دنياي واقعي بگذارد.
اما براي دنياي ثانيه به عنوان واحد زمان، اوضاع همچون گذشته بسيار جالب مي‌شود. چنين به نظر مي‌رسد که مفهوم ذاتي واژه ثانيه در طول تاريخ بارها دستخوش تغيير شده است.

۸۶۴۰۰ ثانيه در روز خورشيدي
به مدت ۱۰۰۰ سال، اولين واحد سنجش ما از زمان «روز خورشيدي» بود: يعني مدت زماني که خورشيد به يک نقطه مورد نظر در آسمان برمي‌گردد. طول يک ثانيه صرفا به کمک روز خورشيدي و با معادلات ساده رياضي حساب مي‌شود: ۲۴ ساعت در طول يک روز، ۶۰ دقيقه براي هر ساعت و ۶۰ ثانيه براي هر دقيقه که بدين صورت ۸۶۴۰۰ ثانيه در يک روز خورشيدي وجود دارد.

دهه ۵۰ ميلادي
تعريف فوق به عنوان تعريف رسمي ثانيه تا دهه ۵۰ ميلادي مطرح مي‌شد. در آن سال‌ها، دانشمندان دست يافتند که چرخش زمين به اندازه کافي دقيق نيست که بتوان چنين حساب کرد. به همين دليل آن‌ها به اين نتيجه رسيدند که ثانيه ها را به عنوان مخرجي از يک «سال کامل» محاسبه کنند؛ يعني مدت زماني که زمين يک دور کامل به دور خورشيد مي‌زند.
مشکل اينجا است که طول هر سال مي‌تواند متغير از سال ديگر باشد. در سال ۱۹۶۰ و بر اساس حکم يازدهمين کنفرانس عمومي واحدهاي اندازه گيري و وزن، ثانيه‌ها بر اساس يک سال مشخص محاسبه شوند: سال ۱۹۰۰٫ دليلش نيز اين بود که از آنجايي که طول سال ۱۹۰۰ دقيقا معادل ۳۶۵٫۲۴۲۱۹۸ روز بود، طول هر ثانيه برابر شد با ۱/۳۱,۵۵۶,۹۲۵٫۹۷۴۷ .
کاملا مشخص بود که يک جاي اين راه حل آن هم با تمام ظرافت کاري هايش مي‌لنگيد. به همين دليل مسئولان وقت تصميم گرفتند تا روي واحد زمان ريزتر شوند.

استاندارد اتمي
استاندارد اتمي در سال ۱۹۶۷ ميلادي و بر اساس اتم هاي سزيم پياده شد. اين اتم ها در هر ثانيه ۹٫۱۹۲٫۶۳۱٫۷۷۰ مرتبه نوسان دارند که ممکن است به اندازه ۲۰ نوسان بالا و پايين شود. بنابراين اگر بخواهيم دقيق تر ثانيه را تعريف کنيم، عبارت است از مدت زماني که طول مي‌کشد اتم‌هاي سزيم ۹٫۱۹۲٫۶۳۱٫۷۷۰ مرتبه نوسان کنند.
اما تکنيک ساعت اپتيکال جديد که در ژورنال اوپتيکا منتشر شد، مي‌کوشد تا مسائل را کمي بيشتر بسط دهد. البته احتمال عملي شدن آن در ۱۰ سال آينده پايين است که اگر بخواهيم اين تفاوت را به ثانيه حساب کنيم، به عبارتي مي‌کند به … بهتر است بي‌خيالش شويم!