Les voy a contar una historia sobre el tiempo, sobre donde y como se fabrican los segundos. Desde hace muchos años, con las radios de onda corta, suelo escuchar, casi por deporte, estaciones de tiempo. Estas estaciones, también llamadas «utility stations» se ubican en frecuencias redondas, 5.000 kHz, 10.000 kHz, 15.000 kHz (o también 5, 10 y 15 MHz).
Desde mi casa he escuchado unas tres de estas estaciones dependiendo de la propagación de ese día, pero la que suelo escuchar es la estación PPE en 10.000 kHz del Observatorio Nacional (ON), observatorio histórico del estado de Río de Janeiro, donde se celebró en 2024 el XII Taller de Ciencias Planetarias al cual tuve el agrado de asistir. Esta estación, la grabé algunas veces, sobre todo para mostrarle a jóvenes astrónomos como era que antes de la época de internet, se alineaban los relojes de las PC (cosa muy importante para registrar las observaciones astronómicas).
Network Time Protocol NTP
La opción era discar el 16 en Uruguay y ahí salía la grabación que decía la hora, pero alinear por radio era más preciso que llamar por teléfono. Hoy en día las «time stations» cayeron en desuso ya que se hace todo por internet con el protocolo NTP o Network Time Protocol, pero siguen operando porque son un servicio esencial y son las que salvarían todo si hay algún día, un problema con internet ya sea a nivel regional o global. Este protocolo permite alinear PCs en ubicaciones diferentes y distantes, a través de internet, teniendo en cuenta todos los retrasos de las conexiones, mili-segundos y saltos (hops) que intervienen en una conexión por entre dos computadoras.
En el protocolo NTP, existen categorías de servidores. Los Stratum 1 que son los que están directamente conectados a un reloj o fuente primaria de tiempo (que generalmente son relojes atómicos de Cesio, que serían algo así como el Stratum 0, porque son la fuente misma del tiempo). En mis años en el Observatorio Astronómico Los Molinos (OALM), si bien no teníamos una fuente o servidor de tiempo Stratum 1, sí teníamos un Stratum 2, que es aquel servidor que está conectado a un Stratum 1. Los Stratum 3 son aquellos conectados a un Stratum 2 y así… Para las tareas de nuestro observatorio, un NTP Stratum 2 era más que suficiente para sincronizar las PCs del observatorio con una precisión del orden de los 10 ms dentro de la red local. Pero a mi siempre me gustó escucharlo por radio, porque es instantáneo, no tiene demoras, ni retardos de mili-segundos. En 2018 recuerdo que publiqué un video en la cuenta institucional del OALM explicando esto, disponible en este link –> https://twitter.com/oalmuruguay/status/1071617065050669057
Al llegar al ON, noté una antena de doble cuadrupolo que seguramente transmite en onda corta, lo que inmediatamente me hizo pensar que seguramente es la antena que transmitía aquella señal de tiempo que yo siempre escuchaba. Hablando con algunas personas ahí, pude ir a conocer el departamento de Metrología y Patrones de Tiempo del ON, donde brindan el servicio de la hora. Hablé con uno de los encargados de ahí y le mostré el video y le conté que era radioaficionado y radioescucha de onda corta desde hace muchos años y que suelo escuchar mucho la señal que ellos transmiten.
La fábrica
El tipo se sorprendió, se alegró y no podía creer todo lo que yo le contaba. Cuestión que me llevó por una recorrida por todo el laboratorio de Metrología, que era mucho más impresionante de lo que yo pensaba. Ahí tienen en el subsuelo, 3 habitaciones donde tienen bajo condiciones controladas, varios relojes atómicos de Cesio (creo que llegué a contar unos 7, 4 en una habitación, 3 en otra) y 2 patrones de tiempo con Masers de Hidrógeno.
Las habitaciones tienen control estricto de temperatura y humedad y no se puede estar más de unos minutos ahí, donde yo saqué las fotos. Me mostraron también los talleres donde ellos mismos arreglan los relojes cuando se joden por algo, talleres que son un delirio para cualquier electrónico.
El monitoreo de los relojes es algo tan complejo que no pude entenderlo del todo. Tienen máquinas que monitorean otras máquinas que son las que controlan los relojes. Tiene varios relojes para crear un patrón estable y redundante, donde la precisión de cada reloj está controlada, de manera que si el reloj se desfasa o estropea por alguna razón, el patrón de tiempo no se interrumpa. Este servicio, es el que provee a Brasil de la hora oficial y la exactitud de la señal de tiempo es algo absolutamente vital.
Ellos tienen como clientes, otros servicios a los que tienen que proveerlos de una señal de tiempo muy precisa, entre ellos, los bancos están sincronizados con su señal. Esto es por los miles de transacciones que ocurren por segundo, no puede pasar que una transacción que salió de un banco a una hora, llegue unos mili-segundos antes, según el reloj de otro banco, y así… También otros laboratorios e industrias donde una señal exacta del tiempo es algo crítico. También están constantemente comparando su señal, por la obtenida de los satélites GPS, GALILEO y GLONASS que también tienen relojes atómicos consigo en órbita, la precisión media de la red de relojes es del orden de 10⁻⁹ segundos (nano-segundos).
De esta manera es como que se construye un consenso de la hora con un nivel de precisión muy alto entre este laboratorio y otros en otras partes del mundo que resulta en una red global con la hora que conocemos como el Tiempo Universal Coordinado o UTC en donde se inyectan los leap-seconds, que son segundos artificiales que se agregan como el segundo 60 a fin de junio o diciembre para compensar la desaceleración de la Tierra producto de las mareas y el intercambio de momento angular que la Luna le roba progresivamente y hace que la Tierra rote más lento. Cuando esta diferencia se acumula a más de 1 segundo, se corrige artificialmente.
Lo que se ve
También están conectados con una red latinoamericana de otros servicios de tiempo a los que proveen la hora, tanto a través de internet, la red telefónica y radiofrecuencia (que yo escucho desde Uruguay).
En la cabina de control del piso de arriba, ya tienen los monitores de salida, otros offset en pantalla pero esta vez con relojes de cuarzo de alta precisión y el sistema de audio que inyecta la grabación de la persona que dice la hora.
El tipo apretó un botón y activó los altavoces de la sala de audio, donde pude escuchar con toda la claridad de un estudio de grabación, la misma grabación. Sentí una emoción enorme, todo era real, ahí estaba todo ese laboratorio monstruoso, que cumple esa función tan simple y tan maravillosa, de fabricar nada más ni nada menos que el tiempo.
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