Atrasar é difícil...
O relógio atômico convencional é baseado nas propriedades oscilatórias do elemento químico césio (Cs-133) para gerar uma base de tempo muito estável. Aléns desse, outros elementos têm sido usados, tais como o rubídio, o hidrogênio e o mercúrio. Os relógios mais modernos levam mais de 100 milhões de anos para atrasar um segundo, enquanto o relógio atômico convencional de césio pode atrasar um segundo a cada 1 milhão de anos. Essa é a atual precisão na medida do tempo absoluto.
O relógio atômico e a relatividade do tempo: afinal, o tempo é relativo?
No inicio do século 20, o físico alemão Albert Einstein revolucionou o mundo ao propor a sua teoria da relatividade. Segundo ela, o tempo e o espaço são relativos, ou seja, o seu valor depende de um sistema de referência. Em consequência, o tempo não é igual para todos. Para um observador movendo-se em altas velocidades (próximas à da luz), o tempo demoraria mais a passar do que para outro observador em repouso. Esse efeito de “dilatação temporal” também aconteceria na proximidade de corpos muito compactos, como o Sol, por exemplo.
Pontualidade britânica
NPL-CsF2 -Relógio atômico de césio que mantém a hora do Reino Unido. Fica no laboratório Nacional de Física em Teddington , Inglaterra.
Mas como demonstrar a relatividade do tempo?
Em 1971, o físico Joseph Hafele e o astrônomo Richard Keating realizaram o seguinte teste: embarcaram relógios atômicos de césio em um avião e deixaram outros relógios identicos na Terra, que marcavam o mesmo tempo em repouso no Observatório Naval dos Estados Unidos. O avião deu voltas, em alta velocidade, ao redor da Terra, e após retornar a hora marcada pelos relógios a bordo foi comparada com a hora marcada pelos relógios que estavam em repouso. O resultado comprovou o que a relatividade previa: os relógios que estavam em movimento voltaram atrasados em relação aos que estavam em repouso.
O paradoxo dos gêmeos: mais rápido e mais jovem!
Um experimento idealizado da teoria da relatividade conhecido como “o paradoxo dos gêmeos”. Considerando dois gêmeos, Viageiro e Caseiro. Viageiro embarca em um foguete e viaja, com uma velocidade próxima à da luz, para uma estrela distante, enquanto Caseiro permanece na Terra. Cada um vê seus relógios funcionar normalmente em relação a si mesmo. Quando Viageiro retorna à Terra seu relógio está atrasado em relação ao relógio de Caseiro, e como consequência Viageiro estaria mais novo que o irmão gêmeo!