¿Te has preguntado alguna vez cómo tu ordenador o tu teléfono muestran la fecha y la hora actuales con precisión? ¿Qué hace que todos los dispositivos del mundo (y del espacio) coincidan en la hora? ¿Qué hace posibles las aplicaciones que requieren un cronometraje preciso? En este artículo, explicaré algunos de los retos que plantea la sincronización horaria y exploraré dos de los protocolos más populares que utilizan los dispositivos para mantener su hora sincronizada: el Protocolo de Tiempo de Red (NTP) y el Pr ... Traducción parcial en #1
#1:
[Traducción parcial 90% de la web con deeplearning]
¿Te has preguntado alguna vez cómo tu ordenador o tu teléfono muestran la fecha y la hora actuales con precisión? ¿Qué hace que todos los dispositivos del mundo (y del espacio) coincidan en la hora? ¿Qué hace posibles las aplicaciones que requieren un cronometraje preciso?
En este artículo, explicaré algunos de los retos que plantea la sincronización horaria y exploraré dos de los protocolos más populares que utilizan los dispositivos para mantener su hora sincronizada: el Protocolo de Tiempo de Red (NTP) y el Protocolo de Tiempo de Precisión (PTP).
¿Qué es la hora?
No sería un buen artículo sobre sincronización horaria sin dedicar unas palabras al tiempo. Todos tenemos un concepto intuitivo del tiempo desde la infancia, pero afirmar con precisión qué es el "tiempo" puede ser todo un reto. Voy a darles mi idea al respecto.
He aquí una definición sencilla para empezar: el tiempo es la forma en que medimos los cambios. Si los objetos del universo no cambiaran y parecieran estar fijos, sin moverse ni mutar, creo que todos estaríamos de acuerdo en que el tiempo no fluiría. Con "cambio" me refiero a cualquier tipo de cambio: desde objetos que caen o cambian de forma hasta la luz que se difunde por el espacio o los recuerdos que se acumulan en nuestra mente.
Esta definición puede ser un punto de partida, pero no recoge todo lo que sabemos sobre el tiempo. Algo que no capta es nuestro concepto de pasado, presente y futuro. Por nuestra experiencia cotidiana, sabemos de hecho que una manzana caería del árbol debido a la gravedad, según el flujo normal del tiempo. Si observáramos una manzana que se levanta del suelo y se aferra al árbol (sin la acción de fuerzas externas), tal vez estaríamos de acuerdo en que lo que observamos es el flujo del tiempo hacia atrás. Sin embargo, tanto la manzana que cae del árbol como la que se levanta del suelo son dos cambios válidos a partir de un estado inicial. Aquí es donde entra en juego la causalidad: el tiempo fluye de tal manera que la causa debe preceder al efecto.
Ahora podemos refinar nuestra definición del tiempo como una secuencia ordenada de cambios, en la que cada cambio está vinculado al anterior por la causalidad.
¿Cómo medimos el tiempo?
Ahora tenemos una definición más precisa del tiempo, pero aún no disponemos de herramientas suficientes para definir qué es un segundo, una hora o un día. Aquí es donde las cosas se complican.
Si nos fijamos en la definición de "segundo" de la norma internacional, podemos ver que actualmente se define a partir de la frecuencia de emisión de los átomos de cesio-133 (133Cs). Si se irradian átomos de cesio-133 con una luz de energía suficiente, los átomos absorben la luz, se excitan y liberan la energía en forma de luz a una frecuencia específica. Esa frecuencia de emisión se define como 9192631770 Hz, y el segundo se define como el inverso de esa frecuencia. Esta definición se conoce como norma del cesio.
He aquí un problema sobre el que reflexionar: ¿cómo sabemos que un átomo de cesio-133, tras excitarse, emite realmente luz a una frecuencia fija? La definición de segundo implica que la frecuencia es constante y la misma en todo el mundo, pero ¿cómo sabemos que realmente es así? Esta suposición se apoya en la física cuántica, según la cual los átomos sólo pueden transitar entre estados energéticos discretos (cuantificados). Cuando un átomo se excita, pasa de un estado energético
a un estado energético
. A los átomos les gusta estar en el estado energético más bajo, por lo que el átomo no permanecerá en el estado
y querrá volver al estado
. Al hacerlo, liberará una cantidad de energía de exactamente
en forma de fotón. Según la fórmula de Planck, el fotón tendrá una frecuencia
donde
es la constante de Planck. Como los niveles de energía son fijos, la frecuencia de emisión resultante también lo es.
Por cierto, este proceso de absorción y emisión de fotones es el mismo que causa la fluorescencia.
Partiendo de la base de que los átomos de cesio-133 emiten luz a una frecuencia única y fija, ahora podemos construir relojes atómicos de cesio extremadamente precisos y medir con ellos lapsos de tiempo. Se calcula que los relojes atómicos de cesio existentes son tan precisos que pueden perder un segundo cada 100 millones de años.
El mismo método puede aplicarse a otras sustancias: se han construido relojes atómicos con rubidio (Rb), estroncio (Sr), hidrógeno (H), criptón (Kr), amoníaco (NH3), iterbio (Yb), cada uno con su propia frecuencia de emisión y su propia precisión. El reloj más preciso jamás construido es un reloj de estroncio que puede perder un segundo cada 15.000 millones de años.
Dilatación del tiempo
Si tenemos dos relojes atómicos y los dejamos funcionar durante un tiempo, ¿mostrarán la misma hora? Podría parecer una pregunta retórica: acabamos de establecer que las frecuencias de emisión de los átomos son fijas, así que ¿por qué iban a desincronizarse dos relojes atómicos idénticos? Pues bien, de hecho, dos relojes atómicos idénticos pueden desincronizarse, y este problema no se debe a los relojes, sino al propio tiempo: parece que el tiempo no fluye siempre de la misma manera en todas partes.
Muchos experimentos han demostrado este efecto en nuestro planeta, siendo probablemente el más famoso el experimento de Hafele-Keating. En este experimento, se colocó un conjunto de relojes de cesio en un avión que volaba alrededor del mundo de oeste a este, otro conjunto se colocó en un avión que volaba de este a oeste y otro conjunto permaneció en tierra. Los tres conjuntos de relojes, que inicialmente estaban sincronizados antes de que despegaran los aviones, mostraban horas diferentes una vez reunidos tras el viaje. Este experimento y otros similares se han repetido y perfeccionado en múltiples ocasiones, y todos mostraron resultados consistentes.
Estos efectos se debían a la dilatación del tiempo, y los resultados coincidían con las predicciones de la relatividad especial y la relatividad general.
Dilatación temporal debida a la relatividad especial
La relatividad especial predice que si dos relojes se mueven con dos velocidades distintas, van a medir lapsos de tiempo diferentes.
La relatividad especial se basa en dos principios
la velocidad de la luz es constante;
no existen marcos de referencia privilegiados.
Para entender cómo afectan estos principios al flujo del tiempo, lo mejor es ver un ejemplo: imagine que un pasajero está sentado en un tren con un láser y un espejo delante. Otra persona está de pie en el suelo junto al ferrocarril y observa el paso del tren. El pasajero apunta el láser perpendicularmente al espejo y lo enciende.
[ ........................ varios párrafos con fotografías que no he traducido ............................]
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¿Es posible sincronizar los relojes?
Teniendo en cuenta lo que hemos visto sobre la dilatación del tiempo y que podemos experimentar el tiempo de forma diferente, ¿tiene siquiera sentido hablar de sincronización temporal? ¿Podemos ponernos de acuerdo sobre el tiempo si éste fluye de forma diferente para nosotros?
La respuesta corta es sí: el truco consiste en restringir nuestra visión a un sistema cerrado, como la superficie de nuestro planeta. Si colocamos algunos relojes dispersos por el sistema, es casi seguro que experimentarán diferentes flujos de tiempo, debido a las diferentes velocidades, diferentes altitudes y otros fenómenos de dilatación del tiempo. No podemos hacer que esos relojes se pongan de acuerdo sobre cuánto tiempo ha transcurrido desde un acontecimiento concreto; lo que sí podemos hacer es sumar todas las mediciones de tiempo de los relojes y promediarlas. De este modo, obtenemos un valor representativo del tiempo transcurrido en todo el sistema, es decir, un "tiempo total" del sistema.
A menudo, el sistema que consideramos no se limita a la superficie de nuestro planeta, sino que incluye al Sol y, a veces, también a la Luna. De hecho, lo que llamamos un año es aproximadamente el tiempo que tarda la Tierra en completar una órbita alrededor del Sol; un día es aproximadamente el tiempo que tarda la Tierra en girar sobre sí misma una vez y volver a situarse frente al Sol en la misma posición. Incluir el Sol (o la Luna) en nuestras mediciones del tiempo es complicado: en parte, esta complejidad proviene del hecho de que las mediciones precisas de la posición de la Tierra son difíciles y, en parte, del hecho de que la rotación de la Tierra no es regular, no es totalmente predecible y se está ralentizando. Cabe señalar que los fenómenos climáticos y geológicos afectan a la rotación de la Tierra de forma mensurable y que es muy difícil modelizarlos con precisión.
Lo que es importante entender aquí es que la palabra "tiempo" se utiliza a menudo para significar cosas diferentes. Dependiendo de cómo lo midamos, podemos acabar teniendo distintas definiciones del tiempo. Para evitar ambigüedades, clasificaré el "tiempo" en dos grandes categorías:
Tiempo transcurrido: es el tiempo medido directamente por un reloj, sin utilizar ninguna información adicional sobre el sistema en el que se encuentra el reloj o sobre otros relojes.
Podemos utilizar el tiempo transcurrido para medir duraciones, latencias, frecuencias, así como longitudes.
Tiempo coordinado: es el tiempo medido utilizando un reloj, emparejado con información sobre el sistema donde se encuentra (como posición, velocidad y gravedad), y/o información de otros relojes.
Esta noción de tiempo es útil sobre todo para coordinar eventos en todo el sistema. Algunos ejemplos prácticos: programar la ejec
[Traducción parcial 90% de la web con deeplearning]
¿Te has preguntado alguna vez cómo tu ordenador o tu teléfono muestran la fecha y la hora actuales con precisión? ¿Qué hace que todos los dispositivos del mundo (y del espacio) coincidan en la hora? ¿Qué hace posibles las aplicaciones que requieren un cronometraje preciso?
En este artículo, explicaré algunos de los retos que plantea la sincronización horaria y exploraré dos de los protocolos más populares que utilizan los dispositivos para mantener su hora sincronizada: el Protocolo de Tiempo de Red (NTP) y el Protocolo de Tiempo de Precisión (PTP).
¿Qué es la hora?
No sería un buen artículo sobre sincronización horaria sin dedicar unas palabras al tiempo. Todos tenemos un concepto intuitivo del tiempo desde la infancia, pero afirmar con precisión qué es el "tiempo" puede ser todo un reto. Voy a darles mi idea al respecto.
He aquí una definición sencilla para empezar: el tiempo es la forma en que medimos los cambios. Si los objetos del universo no cambiaran y parecieran estar fijos, sin moverse ni mutar, creo que todos estaríamos de acuerdo en que el tiempo no fluiría. Con "cambio" me refiero a cualquier tipo de cambio: desde objetos que caen o cambian de forma hasta la luz que se difunde por el espacio o los recuerdos que se acumulan en nuestra mente.
Esta definición puede ser un punto de partida, pero no recoge todo lo que sabemos sobre el tiempo. Algo que no capta es nuestro concepto de pasado, presente y futuro. Por nuestra experiencia cotidiana, sabemos de hecho que una manzana caería del árbol debido a la gravedad, según el flujo normal del tiempo. Si observáramos una manzana que se levanta del suelo y se aferra al árbol (sin la acción de fuerzas externas), tal vez estaríamos de acuerdo en que lo que observamos es el flujo del tiempo hacia atrás. Sin embargo, tanto la manzana que cae del árbol como la que se levanta del suelo son dos cambios válidos a partir de un estado inicial. Aquí es donde entra en juego la causalidad: el tiempo fluye de tal manera que la causa debe preceder al efecto.
Ahora podemos refinar nuestra definición del tiempo como una secuencia ordenada de cambios, en la que cada cambio está vinculado al anterior por la causalidad.
¿Cómo medimos el tiempo?
Ahora tenemos una definición más precisa del tiempo, pero aún no disponemos de herramientas suficientes para definir qué es un segundo, una hora o un día. Aquí es donde las cosas se complican.
Si nos fijamos en la definición de "segundo" de la norma internacional, podemos ver que actualmente se define a partir de la frecuencia de emisión de los átomos de cesio-133 (133Cs). Si se irradian átomos de cesio-133 con una luz de energía suficiente, los átomos absorben la luz, se excitan y liberan la energía en forma de luz a una frecuencia específica. Esa frecuencia de emisión se define como 9192631770 Hz, y el segundo se define como el inverso de esa frecuencia. Esta definición se conoce como norma del cesio.
He aquí un problema sobre el que reflexionar: ¿cómo sabemos que un átomo de cesio-133, tras excitarse, emite realmente luz a una frecuencia fija? La definición de segundo implica que la frecuencia es constante y la misma en todo el mundo, pero ¿cómo sabemos que realmente es así? Esta suposición se apoya en la física cuántica, según la cual los átomos sólo pueden transitar entre estados energéticos discretos (cuantificados). Cuando un átomo se excita, pasa de un estado energético
a un estado energético
. A los átomos les gusta estar en el estado energético más bajo, por lo que el átomo no permanecerá en el estado
y querrá volver al estado
. Al hacerlo, liberará una cantidad de energía de exactamente
en forma de fotón. Según la fórmula de Planck, el fotón tendrá una frecuencia
donde
es la constante de Planck. Como los niveles de energía son fijos, la frecuencia de emisión resultante también lo es.
Por cierto, este proceso de absorción y emisión de fotones es el mismo que causa la fluorescencia.
Partiendo de la base de que los átomos de cesio-133 emiten luz a una frecuencia única y fija, ahora podemos construir relojes atómicos de cesio extremadamente precisos y medir con ellos lapsos de tiempo. Se calcula que los relojes atómicos de cesio existentes son tan precisos que pueden perder un segundo cada 100 millones de años.
El mismo método puede aplicarse a otras sustancias: se han construido relojes atómicos con rubidio (Rb), estroncio (Sr), hidrógeno (H), criptón (Kr), amoníaco (NH3), iterbio (Yb), cada uno con su propia frecuencia de emisión y su propia precisión. El reloj más preciso jamás construido es un reloj de estroncio que puede perder un segundo cada 15.000 millones de años.
Dilatación del tiempo
Si tenemos dos relojes atómicos y los dejamos funcionar durante un tiempo, ¿mostrarán la misma hora? Podría parecer una pregunta retórica: acabamos de establecer que las frecuencias de emisión de los átomos son fijas, así que ¿por qué iban a desincronizarse dos relojes atómicos idénticos? Pues bien, de hecho, dos relojes atómicos idénticos pueden desincronizarse, y este problema no se debe a los relojes, sino al propio tiempo: parece que el tiempo no fluye siempre de la misma manera en todas partes.
Muchos experimentos han demostrado este efecto en nuestro planeta, siendo probablemente el más famoso el experimento de Hafele-Keating. En este experimento, se colocó un conjunto de relojes de cesio en un avión que volaba alrededor del mundo de oeste a este, otro conjunto se colocó en un avión que volaba de este a oeste y otro conjunto permaneció en tierra. Los tres conjuntos de relojes, que inicialmente estaban sincronizados antes de que despegaran los aviones, mostraban horas diferentes una vez reunidos tras el viaje. Este experimento y otros similares se han repetido y perfeccionado en múltiples ocasiones, y todos mostraron resultados consistentes.
Estos efectos se debían a la dilatación del tiempo, y los resultados coincidían con las predicciones de la relatividad especial y la relatividad general.
Dilatación temporal debida a la relatividad especial
La relatividad especial predice que si dos relojes se mueven con dos velocidades distintas, van a medir lapsos de tiempo diferentes.
La relatividad especial se basa en dos principios
la velocidad de la luz es constante;
no existen marcos de referencia privilegiados.
Para entender cómo afectan estos principios al flujo del tiempo, lo mejor es ver un ejemplo: imagine que un pasajero está sentado en un tren con un láser y un espejo delante. Otra persona está de pie en el suelo junto al ferrocarril y observa el paso del tren. El pasajero apunta el láser perpendicularmente al espejo y lo enciende.
[ ........................ varios párrafos con fotografías que no he traducido ............................]
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¿Es posible sincronizar los relojes?
Teniendo en cuenta lo que hemos visto sobre la dilatación del tiempo y que podemos experimentar el tiempo de forma diferente, ¿tiene siquiera sentido hablar de sincronización temporal? ¿Podemos ponernos de acuerdo sobre el tiempo si éste fluye de forma diferente para nosotros?
La respuesta corta es sí: el truco consiste en restringir nuestra visión a un sistema cerrado, como la superficie de nuestro planeta. Si colocamos algunos relojes dispersos por el sistema, es casi seguro que experimentarán diferentes flujos de tiempo, debido a las diferentes velocidades, diferentes altitudes y otros fenómenos de dilatación del tiempo. No podemos hacer que esos relojes se pongan de acuerdo sobre cuánto tiempo ha transcurrido desde un acontecimiento concreto; lo que sí podemos hacer es sumar todas las mediciones de tiempo de los relojes y promediarlas. De este modo, obtenemos un valor representativo del tiempo transcurrido en todo el sistema, es decir, un "tiempo total" del sistema.
A menudo, el sistema que consideramos no se limita a la superficie de nuestro planeta, sino que incluye al Sol y, a veces, también a la Luna. De hecho, lo que llamamos un año es aproximadamente el tiempo que tarda la Tierra en completar una órbita alrededor del Sol; un día es aproximadamente el tiempo que tarda la Tierra en girar sobre sí misma una vez y volver a situarse frente al Sol en la misma posición. Incluir el Sol (o la Luna) en nuestras mediciones del tiempo es complicado: en parte, esta complejidad proviene del hecho de que las mediciones precisas de la posición de la Tierra son difíciles y, en parte, del hecho de que la rotación de la Tierra no es regular, no es totalmente predecible y se está ralentizando. Cabe señalar que los fenómenos climáticos y geológicos afectan a la rotación de la Tierra de forma mensurable y que es muy difícil modelizarlos con precisión.
Lo que es importante entender aquí es que la palabra "tiempo" se utiliza a menudo para significar cosas diferentes. Dependiendo de cómo lo midamos, podemos acabar teniendo distintas definiciones del tiempo. Para evitar ambigüedades, clasificaré el "tiempo" en dos grandes categorías:
Tiempo transcurrido: es el tiempo medido directamente por un reloj, sin utilizar ninguna información adicional sobre el sistema en el que se encuentra el reloj o sobre otros relojes.
Podemos utilizar el tiempo transcurrido para medir duraciones, latencias, frecuencias, así como longitudes.
Tiempo coordinado: es el tiempo medido utilizando un reloj, emparejado con información sobre el sistema donde se encuentra (como posición, velocidad y gravedad), y/o información de otros relojes.
Esta noción de tiempo es útil sobre todo para coordinar eventos en todo el sistema. Algunos ejemplos prácticos: programar la ejec
#3 recuerda que esta de por medio Einstein y la relatividad. La hora no es exacta , es un promedio de varios relojes cuánticos . Sino se tuvieran en cuenta los efectos relativistas no podriamos usar los satélites como sistema de guiado preciso tendríamos un error bastante amplio , sino me confundo de mas de 100 metros.
#9 Tenemos además un satélite Galileo de la ESA que acabó aparcado en una mala órbita y el apoapsis está mucho mas cerca de la Tierra de lo que debe. En ese tramo pasa tan rápido que dilata el tiempo lo suficiente para que sea capaz de detectarlo confirmando la Relatividad.
#3 España transmite la hora desde el Real Observatorio de la Marina en San Fernando, Cádiz. Que además es muy recomendable de visitar.
NTP: hora.roa.es https://www2.roa.es/hora/
Recuerdo cuando los relojes atómicos eran unos aparatos enormes del tamaño de una habitación que sólo las grandes empresas y las entidades gubernamentales se podían permitir... Y ahora puedes tener un reloj atómico en tu PC de sobremesa en una simple tarjeta PCI express...
#5 me alegro que te guste , solo soy el mensajero , pero me da satisfacción ver que mi afición por compartir y traducir cosas interesantes vale para que otras personas disfruten de ese conocimiento, muchas gracias.
#15 Un servicio menos durante el arranque, aunque la verdad que apago el pc cada dos o tres meses. El servicio que activa el keypad igual, también lo tengo desactivado, y todo lo que puedo.
Me flipan este tipo de artículos, lo del tiempo y su medición siempre me ha fascinado, me deja loco eso de que el tiempo no sea el mismo en un sitio y otro si este está en movimiento.
#12 el tiempo no existe y esto es un concepto que va contra la intuición , en realidad el tiempo se basa en el movimiento. Xxx oscilaciones 1 segundo, pero si ese átomo lo colocas cerca de un agujero negro sus oscilaciones serán mas lentas respecto a las oscilaciones en un laboratorio en Madrid. Por lo tanto 1 segundo cerca de un agujero negro no es el mismo que en Madrid.
Tiempo=movimiento ( mas o menos)
Al final estamos midiendo el movimiento con mas movimiento.
Ejemplo:
Mi tarda de Asturias a Madrid
Xxxxxxxxxx oscilaciones del átomo de cesio.
Otro ejemplo que suelo poner es el reloj de arena:
Mi tarda de A a B , 3 ciclos de un reloj de arena(movimiento)
Para entender y medir las cosas necesitamos una referencia . Si le digo a otro humano de hace 3000 años , que tarde hacer un agujero en el suelo , 3 ciclis de reloj de arena mas o menos será consciente del "tiempo" empleado.
He tardado muchos años en entenderlo , Einstein se dió cuenta , soy admirador de gente como él .
#16 muchas gracias , es que me ha pasado varias veces , al principio pensaba que me comia palabras , esta vez fue curioso porque se ha comido la palabra coche 2 veces , una me puedo confundir pero 2 veces me parece mucho.
Puede que sea el navegador de mi movil o algo.
Uso un servidor dns pihole en la rasbperry pi , no se si eso tiene que ver.
![¿Qué hora es? Una pregunta sencilla con una respuesta compleja. Cómo sincronizan la hora los ordenadores [ENG]](https://cdn.mnmstatic.net/cache/39/c1/media_thumb_2x-link-3785042.jpeg?1677365586)
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¿Te has preguntado alguna vez cómo tu ordenador o tu teléfono muestran la fecha y la hora actuales con precisión? ¿Qué hace que todos los dispositivos del mundo (y del espacio) coincidan en la hora? ¿Qué hace posibles las aplicaciones que requieren un cronometraje preciso?
En este artículo, explicaré algunos de los retos que plantea la sincronización horaria y exploraré dos de los protocolos más populares que utilizan los dispositivos para mantener su hora sincronizada: el Protocolo de Tiempo de Red (NTP) y el Protocolo de Tiempo de Precisión (PTP).
¿Qué es la hora?
No sería un buen artículo sobre sincronización horaria sin dedicar unas palabras al tiempo. Todos tenemos un concepto intuitivo del tiempo desde la infancia, pero afirmar con precisión qué es el "tiempo" puede ser todo un reto. Voy a darles mi idea al respecto.
He aquí una definición sencilla para empezar: el tiempo es la forma en que medimos los cambios. Si los objetos del universo no cambiaran y parecieran estar fijos, sin moverse ni mutar, creo que todos estaríamos de acuerdo en que el tiempo no fluiría. Con "cambio" me refiero a cualquier tipo de cambio: desde objetos que caen o cambian de forma hasta la luz que se difunde por el espacio o los recuerdos que se acumulan en nuestra mente.
Esta definición puede ser un punto de partida, pero no recoge todo lo que sabemos sobre el tiempo. Algo que no capta es nuestro concepto de pasado, presente y futuro. Por nuestra experiencia cotidiana, sabemos de hecho que una manzana caería del árbol debido a la gravedad, según el flujo normal del tiempo. Si observáramos una manzana que se levanta del suelo y se aferra al árbol (sin la acción de fuerzas externas), tal vez estaríamos de acuerdo en que lo que observamos es el flujo del tiempo hacia atrás. Sin embargo, tanto la manzana que cae del árbol como la que se levanta del suelo son dos cambios válidos a partir de un estado inicial. Aquí es donde entra en juego la causalidad: el tiempo fluye de tal manera que la causa debe preceder al efecto.
Ahora podemos refinar nuestra definición del tiempo como una secuencia ordenada de cambios, en la que cada cambio está vinculado al anterior por la causalidad.
¿Cómo medimos el tiempo?
Ahora tenemos una definición más precisa del tiempo, pero aún no disponemos de herramientas suficientes para definir qué es un segundo, una hora o un día. Aquí es donde las cosas se complican.
Si nos fijamos en la definición de "segundo" de la norma internacional, podemos ver que actualmente se define a partir de la frecuencia de emisión de los átomos de cesio-133 (133Cs). Si se irradian átomos de cesio-133 con una luz de energía suficiente, los átomos absorben la luz, se excitan y liberan la energía en forma de luz a una frecuencia específica. Esa frecuencia de emisión se define como 9192631770 Hz, y el segundo se define como el inverso de esa frecuencia. Esta definición se conoce como norma del cesio.
He aquí un problema sobre el que reflexionar: ¿cómo sabemos que un átomo de cesio-133, tras excitarse, emite realmente luz a una frecuencia fija? La definición de segundo implica que la frecuencia es constante y la misma en todo el mundo, pero ¿cómo sabemos que realmente es así? Esta suposición se apoya en la física cuántica, según la cual los átomos sólo pueden transitar entre estados energéticos discretos (cuantificados). Cuando un átomo se excita, pasa de un estado energético
a un estado energético
. A los átomos les gusta estar en el estado energético más bajo, por lo que el átomo no permanecerá en el estado
y querrá volver al estado
. Al hacerlo, liberará una cantidad de energía de exactamente
en forma de fotón. Según la fórmula de Planck, el fotón tendrá una frecuencia
donde
es la constante de Planck. Como los niveles de energía son fijos, la frecuencia de emisión resultante también lo es.
Por cierto, este proceso de absorción y emisión de fotones es el mismo que causa la fluorescencia.
Partiendo de la base de que los átomos de cesio-133 emiten luz a una frecuencia única y fija, ahora podemos construir relojes atómicos de cesio extremadamente precisos y medir con ellos lapsos de tiempo. Se calcula que los relojes atómicos de cesio existentes son tan precisos que pueden perder un segundo cada 100 millones de años.
El mismo método puede aplicarse a otras sustancias: se han construido relojes atómicos con rubidio (Rb), estroncio (Sr), hidrógeno (H), criptón (Kr), amoníaco (NH3), iterbio (Yb), cada uno con su propia frecuencia de emisión y su propia precisión. El reloj más preciso jamás construido es un reloj de estroncio que puede perder un segundo cada 15.000 millones de años.
Dilatación del tiempo
Si tenemos dos relojes atómicos y los dejamos funcionar durante un tiempo, ¿mostrarán la misma hora? Podría parecer una pregunta retórica: acabamos de establecer que las frecuencias de emisión de los átomos son fijas, así que ¿por qué iban a desincronizarse dos relojes atómicos idénticos? Pues bien, de hecho, dos relojes atómicos idénticos pueden desincronizarse, y este problema no se debe a los relojes, sino al propio tiempo: parece que el tiempo no fluye siempre de la misma manera en todas partes.
Muchos experimentos han demostrado este efecto en nuestro planeta, siendo probablemente el más famoso el experimento de Hafele-Keating. En este experimento, se colocó un conjunto de relojes de cesio en un avión que volaba alrededor del mundo de oeste a este, otro conjunto se colocó en un avión que volaba de este a oeste y otro conjunto permaneció en tierra. Los tres conjuntos de relojes, que inicialmente estaban sincronizados antes de que despegaran los aviones, mostraban horas diferentes una vez reunidos tras el viaje. Este experimento y otros similares se han repetido y perfeccionado en múltiples ocasiones, y todos mostraron resultados consistentes.
Estos efectos se debían a la dilatación del tiempo, y los resultados coincidían con las predicciones de la relatividad especial y la relatividad general.
Dilatación temporal debida a la relatividad especial
La relatividad especial predice que si dos relojes se mueven con dos velocidades distintas, van a medir lapsos de tiempo diferentes.
La relatividad especial se basa en dos principios
la velocidad de la luz es constante;
no existen marcos de referencia privilegiados.
Para entender cómo afectan estos principios al flujo del tiempo, lo mejor es ver un ejemplo: imagine que un pasajero está sentado en un tren con un láser y un espejo delante. Otra persona está de pie en el suelo junto al ferrocarril y observa el paso del tren. El pasajero apunta el láser perpendicularmente al espejo y lo enciende.
[ ........................ varios párrafos con fotografías que no he traducido ............................]
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¿Es posible sincronizar los relojes?
Teniendo en cuenta lo que hemos visto sobre la dilatación del tiempo y que podemos experimentar el tiempo de forma diferente, ¿tiene siquiera sentido hablar de sincronización temporal? ¿Podemos ponernos de acuerdo sobre el tiempo si éste fluye de forma diferente para nosotros?
La respuesta corta es sí: el truco consiste en restringir nuestra visión a un sistema cerrado, como la superficie de nuestro planeta. Si colocamos algunos relojes dispersos por el sistema, es casi seguro que experimentarán diferentes flujos de tiempo, debido a las diferentes velocidades, diferentes altitudes y otros fenómenos de dilatación del tiempo. No podemos hacer que esos relojes se pongan de acuerdo sobre cuánto tiempo ha transcurrido desde un acontecimiento concreto; lo que sí podemos hacer es sumar todas las mediciones de tiempo de los relojes y promediarlas. De este modo, obtenemos un valor representativo del tiempo transcurrido en todo el sistema, es decir, un "tiempo total" del sistema.
A menudo, el sistema que consideramos no se limita a la superficie de nuestro planeta, sino que incluye al Sol y, a veces, también a la Luna. De hecho, lo que llamamos un año es aproximadamente el tiempo que tarda la Tierra en completar una órbita alrededor del Sol; un día es aproximadamente el tiempo que tarda la Tierra en girar sobre sí misma una vez y volver a situarse frente al Sol en la misma posición. Incluir el Sol (o la Luna) en nuestras mediciones del tiempo es complicado: en parte, esta complejidad proviene del hecho de que las mediciones precisas de la posición de la Tierra son difíciles y, en parte, del hecho de que la rotación de la Tierra no es regular, no es totalmente predecible y se está ralentizando. Cabe señalar que los fenómenos climáticos y geológicos afectan a la rotación de la Tierra de forma mensurable y que es muy difícil modelizarlos con precisión.
Lo que es importante entender aquí es que la palabra "tiempo" se utiliza a menudo para significar cosas diferentes. Dependiendo de cómo lo midamos, podemos acabar teniendo distintas definiciones del tiempo. Para evitar ambigüedades, clasificaré el "tiempo" en dos grandes categorías:
Tiempo transcurrido: es el tiempo medido directamente por un reloj, sin utilizar ninguna información adicional sobre el sistema en el que se encuentra el reloj o sobre otros relojes.
Podemos utilizar el tiempo transcurrido para medir duraciones, latencias, frecuencias, así como longitudes.
Tiempo coordinado: es el tiempo medido utilizando un reloj, emparejado con información sobre el sistema donde se encuentra (como posición, velocidad y gravedad), y/o información de otros relojes.
Esta noción de tiempo es útil sobre todo para coordinar eventos en todo el sistema. Algunos ejemplos prácticos: programar la ejec
¡Ocho!
#2 La mejor hora para desayunar un bizcocho
El cómo es muy simple, el problema es más el conseguir una hora exacta para difundir.
#3 yo no diría que es tan simple. El artículo lo explica muy bien. Eso es la madre del cordero.
#3 recuerda que esta de por medio Einstein y la relatividad. La hora no es exacta , es un promedio de varios relojes cuánticos . Sino se tuvieran en cuenta los efectos relativistas no podriamos usar los satélites como sistema de guiado preciso tendríamos un error bastante amplio , sino me confundo de mas de 100 metros.
#9 Tenemos además un satélite Galileo de la ESA que acabó aparcado en una mala órbita y el apoapsis está mucho mas cerca de la Tierra de lo que debe. En ese tramo pasa tan rápido que dilata el tiempo lo suficiente para que sea capaz de detectarlo confirmando la Relatividad.
#3 España transmite la hora desde el Real Observatorio de la Marina en San Fernando, Cádiz. Que además es muy recomendable de visitar.
NTP: hora.roa.es
https://www2.roa.es/hora/
Recuerdo cuando los relojes atómicos eran unos aparatos enormes del tamaño de una habitación que sólo las grandes empresas y las entidades gubernamentales se podían permitir... Y ahora puedes tener un reloj atómico en tu PC de sobremesa en una simple tarjeta PCI express...
No esperaba que fuese tan interesante el artículo. A favoritos.
#5 me alegro que te guste , solo soy el mensajero , pero me da satisfacción ver que mi afición por compartir y traducir cosas interesantes vale para que otras personas disfruten de ese conocimiento, muchas gracias.
No esperar simplemente a leer un artículo del protocolo NTP. Es mucho más y 100% recomendable de leer
Yo tengo siempre desactivado el daemon ntp, y hago el cambio de hora a mano cuando toca, en mi pc.
#10 ¿Por qué?
#15 Un servicio menos durante el arranque, aunque la verdad que apago el pc cada dos o tres meses. El servicio que activa el keypad igual, también lo tengo desactivado, y todo lo que puedo.
Me flipan este tipo de artículos, lo del tiempo y su medición siempre me ha fascinado, me deja loco eso de que el tiempo no sea el mismo en un sitio y otro si este está en movimiento.
#12 el tiempo no existe y esto es un concepto que va contra la intuición , en realidad el tiempo se basa en el movimiento. Xxx oscilaciones 1 segundo, pero si ese átomo lo colocas cerca de un agujero negro sus oscilaciones serán mas lentas respecto a las oscilaciones en un laboratorio en Madrid. Por lo tanto 1 segundo cerca de un agujero negro no es el mismo que en Madrid.
Tiempo=movimiento ( mas o menos)
Al final estamos midiendo el movimiento con mas movimiento.
Ejemplo:
Mi tarda de Asturias a Madrid
Xxxxxxxxxx oscilaciones del átomo de cesio.
Otro ejemplo que suelo poner es el reloj de arena:
Mi tarda de A a B , 3 ciclos de un reloj de arena(movimiento)
Para entender y medir las cosas necesitamos una referencia . Si le digo a otro humano de hace 3000 años , que tarde hacer un agujero en el suelo , 3 ciclis de reloj de arena mas o menos será consciente del "tiempo" empleado.
He tardado muchos años en entenderlo , Einstein se dió cuenta , soy admirador de gente como él .
#13 estoy viendo que ha desaparecido la palabra "coche" por si sola , me ha pasado en mas comentarios , desaparecen palabras...no se que pasa
#14 Mi coche tarda de Asturias a Madrid
Xxxxxxxxxx oscilaciones del átomo de cesio.
Otro ejemplo que suelo poner es el reloj de arena:
Mi coche tarda de A a B , 3 ciclos de un reloj de arena(movimiento)
Es por probar, perdón, quería probar qué pasaba, es raro lo que dices de que desaparecen palabras.
#16 muchas gracias , es que me ha pasado varias veces , al principio pensaba que me comia palabras , esta vez fue curioso porque se ha comido la palabra coche 2 veces , una me puedo confundir pero 2 veces me parece mucho.
Puede que sea el navegador de mi movil o algo.
Uso un servidor dns pihole en la rasbperry pi , no se si eso tiene que ver.
Estaré atento a ver si me vuelve a pasar.