O relógio atômico que perde apenas 1 segundo a cada 300 bilhões de anos

por Lucas
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O tempo é um companheiro constante, sempre avançando no fundo. No entanto, nossa capacidade de medir o tempo com tanta precisão é um desenvolvimento relativamente recente, que evoluiu significativamente ao longo dos séculos. Neste artigo, vamos explorar o fascinante mundo da medição do tempo, desde seus humildes começos até as tecnologias de ponta que nos permitem medir o tempo com uma precisão sem precedentes.

A Evolução da Medição do Tempo

No passado, agendar reuniões era um assunto muito mais casual. As pessoas faziam planos como “Então, nos vemos amanhã à tarde?” sem a programação precisa que damos como garantida hoje. Relógios mecânicos, que começaram a adornar igrejas e praças das cidades na Europa do século XIII, revolucionaram nossa capacidade de acompanhar o tempo. Esses primeiros relógios, equipados com sinos, permitiram que os clérigos gerenciassem seus deveres de oração com mais eficiência.

No entanto, a necessidade de medir o tempo com precisão tem sido constante ao longo da história da humanidade, levando à criação de diversos dispositivos de medição do tempo, desde obeliscos semelhantes a relógios de sol egípcios até clepsidras gregas que usavam fluxo de água, relógios de vela, ampulhetas e muito mais.

Avançando para os dias atuais, nos encontramos em uma era em que a medição do tempo atingiu níveis de precisão sem precedentes. Uma realização notável nesse campo foi revelada em fevereiro de 2022, quando o departamento de física da Universidade de Wisconsin-Madison apresentou o relógio mais preciso já criado. Conhecido como um “relógio de retículo óptico unidimensional multiplexado”, este relógio não foi projetado para sobreviver à humanidade, mas sim para desvendar os mistérios do cosmos.

O Relógio Atômico

Você pode se perguntar por que precisamos de um relógio tão extraordinariamente preciso quando o próprio universo tem apenas 13,8 bilhões de anos. A resposta está na busca pelo conhecimento científico. O relógio multiplexado da Universidade de Wisconsin-Madison perde apenas um segundo a cada 300 bilhões de anos, um nível de precisão que vai muito além das necessidades da vida cotidiana.

Embora os relógios de quartzo tradicionais sejam altamente precisos, perdendo apenas um bilionésimo de segundo por hora, eles não são adequados para o ambiente rigoroso do espaço. Por exemplo, o menor erro de cronometragem na comunicação entre uma espaçonave e a Terra pode resultar em erros de navegação de centenas de quilômetros, um problema crítico para a exploração espacial.

Para enfrentar esse desafio, a NASA desenvolveu o Relógio Atômico de Espaço Profundo, que combina quartzo com moléculas de mercúrio para alcançar um nível de precisão em que apenas um segundo é perdido a cada 10 milhões de anos. No entanto, os relógios ópticos, que usam luz em vez de micro-ondas, oferecem ainda mais precisão. O relógio da Universidade de Wisconsin-Madison leva a precisão a um novo patamar, integrando seis relógios ópticos interligados.

O Poder da Precisão

Mas o que essa precisão recém-descoberta pode realizar? Acontece que esses relógios ópticos têm o potencial de desvendar os segredos do próprio cosmos. A equipe da Universidade de Wisconsin-Madison planeja usar lasers, sim, lasers, para explorar a realidade aqui na Terra. Embora estejam trabalhando atualmente com o que se poderia descrever como um “laser relativamente medíocre”, seus experimentos já produziram resultados notáveis.

Usando vários lasers para interagir com átomos de estrôncio em câmaras de vácuo, os pesquisadores alcançaram um nível de precisão que lhes permite medir o tempo com uma precisão de um segundo a cada 300 bilhões de anos. Essa conquista estabeleceu um recorde mundial para a medição do tempo usando cronômetros físicos separados e simultâneos. Além disso, eles fizeram história ao verificar a teoria da relatividade geral de Einstein a uma distância de apenas 1 milímetro, uma façanha que pode ter profundas implicações para nossa compreensão da relação entre gravidade e massa.

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