Non se ne parla più di tanto, eppure il mondo della fisica (e non solo) è in attesa di una nuova definizione che cambierà parecchie cose, anche nella nostra esistenza concreta. Già dal 2018, infatti, alcune nuove definizioni inerenti valori fondamentali del mondo hanno rivoluzionato (senza che ce ne accorgessimo) la nostra realtà quotidiana…
Ciò che dovrebbe accadere nei prossimi anni, ossia entro il 2030, avrà una risonanza scientifica epocale, anche se all’apparenza apparirà come una mera operazione formale. Di cosa stiamo parlando?
Una definizione che cambierà il mondo
Nel 2018, il mondo accademico ha stabilito e poi approvato delle nuove definizioni per quattro unità di misura fondamentali per la scienza. E non è finita qui… Fra non troppo, infatti, dovremo fare i conti una nuova definizione che rimetterà molte cose in discussione, soprattutto all’interno del settore sperimentale. Si tratta di mutare la nostra percezione profonda del tempo attraverso un valore aggiornato di riferimento.
Vi state ancora domandando che senso? Be’, la scienza sente il bisogno di riformulare la definizione standard di minuto secondo, cioè di ciò che chiamiamo secondo. La sessantesima parte di un minuto.
Il secondo è l’unità di misura del tempo. Ed è una delle sette unità di base del Sistema internazionale. Tale cambiamento è una necessità scientifica, dato che il valore in sé appare poco stabile e affidabile in senso sperimentale. Tutti, più o meno, riconosciamo nel secondo un’unità di base fosse fondata sulla divisione del ciclo di rotazione terrestre, perché così ci hanno insegnato a scuola. Ma per gli scienziati la definizione formale nel Sistema internazionale di unità (SI) si basa su un riferimento molto più stabile, anche se non completamente stabile. Insomma, è compito della metrologia cercare un riferimento adatto a cui associare l’unità di misura, per non subire ritardi, approssimazioni e incongruenze. La metrologia è appunto quella branca della scienza che si occupa della definizione delle unità di misura e degli standard dei processi di ogni misurazione.
Ma perché dobbiamo cambiare la definizione di secondo? Evidentemente perché quella che abbiamo a disposizione non è precisa né coerente. Sembrerà un po’ assurdo, ma tutti gli orologi del mondo non garantiscono precisione. Gli orologi atomici, che fino a oggi hanno stabilito la lunghezza di un secondo e lo standard di tempo per il mondo, sono anch’essi poco affidabili in termini assoluti.
Le unità di misura e le loro definizioni
Le grandezze fondamentali e le unità di misura sono definite e “protette” da due istituzioni: la Conférence générale des poids et mesures (CGPM) e il Bureau internazional des poits et mesures (BIPM). Questi due enti sono nati nel 1875, dopo la Convenzione del metro. In quella convenzione si decise che la scienza doveva basarsi su tre unità di misura uguali per tutti: il metro per misurare la lunghezza, il chilogrammo per il peso e il secondo per il tempo.
Poi, nel 1935, il sistema si arricchì dell’ohm, come unità di misura della resistenza elettrica. Già nel 1946, l’ohm andò in pensione, sostituito dall’ampere. Nel 1954, furono aggiunti il kelvin, per la misura della temperatura, e la candela, per la misura dell’intensità luminosa. Nel 1972, infine, abbiamo avuto la definizione di mole. Ecco perché oggi contiamo sette grandezze standard e sette unità di misura (in uso ancora in gran parte del mondo).
Il tempo è la grandezza più problematica. Quasi tutte le altre grandezze (esclusa la mole) si basano infatti sul secondo. E che cos’è un secondo? Anni fa era definito come una frazione del giorno solare medio. 1/86400, per essere precisi. Il problema è che il giorno medio si sta allungando… Davvero! Ciò dipende dall’interazione gravitazionale Terra-Luna, dalla forza delle maree e da tanti altri fattori.
Per questo la definizione di secondo è cambiata già due volte. A inizio Novecento il secondo fu definito come la frazione di 1/31556925,9747 dell’anno tropico per lo 0 gennaio 1900 alle ore 12 tempo effemeride. Nel 1967 si prese in considerazione l’oscillazione di un isotopo del cesio, un intervallo di tempo misurabile con estrema precisione dagli orologi atomici. Ma anche questo riferimento, come abbiamo annunciato, non è precisissimo. Ecco perché la definizione cambierà ancora. Quando? Molto presto… La scienza si baserà su orologi ancora più precisi fondati sulla frequenza ottica.
