mesure du temps

ASTRONOMIE

Avant la décision de la Conférence Générale des Poids et Mesures de 1967 de définir l’unité de temps en fonction d’un phénomène atomique, le temps a longtemps été défini en fonction de phénomènes d’origine astronomique. La seconde est issue historiquement du jour (période de révolution de la terre sur elle même), qui est subdivisé en heures, minutes et secondes. Le coefficient 9 192 631 770 de la définition ci-dessus vise à donner à la seconde sa valeur historique. En fait la vitesse de rotation de la terre diminue et n’est pas constante.

Depuis 1967, la seconde est définie à partir d’un phénomène physique :
le temps nécessaire à un rayon lumineux bien défini pour effectuer 9 192 631 770 oscillations.
Ce rayon lumineux servant à définir la seconde est celui dont la fréquence provoque une excitation bien déterminée d’un atome de césium-133 (transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état de base de cet atome). Ceci signifie qu’en une seconde, il y a 9 192 631 770 périodes de ce « pendule » atomique ou horloge atomique dont la fréquence d’horloge est proche des 10 gigahertz.
Ainsi pour mesurer 1 seconde il suffit de savoir produire cette émission et d’en mesurer la fréquence. Et selon les connaissances actuelles de la relativité générale, cette mesure sera toujours la même pour un observateur immobile par rapport aux atomes en question.
La plupart des horloges modernes utilisent des cristaux de quartz ayant une fréquence d’oscillation stable pour définir leur base de temps. La fréquence employée est quasi exclusivement 32 768 Hz (2¹⁵), ce qui permet d’obtenir très simplement la seconde. Ces petits quartz en coupe XY sont appelés quartz horloger.
Au fil de l’histoire différents instruments ayant pour finalité de mesurer le temps ont été utilisés : sablier, bougies, clepsydres, horloges mécaniques, chronomètres, etc.