La Misura del Tempo (Collage) - Fast&Curiuss

Summary

The video script discusses the intriguing topic of time measurement and the history behind its evolution. It delves into the reasons behind silo explosions, the mechanics of sand in hourglasses, and the shift from the Parisian meridian to the one in Grenit. The narrative then explores the French Revolution's attempt to decimalize time, the challenges of navigation and clockmaking, and the eventual precision of atomic clocks that confirmed Einstein's theory of relativity. The script is a rich tapestry of scientific facts and historical anecdotes, highlighting the complexity and progress in our understanding of time.

Takeaways

• 💥 Silos can explode without any chemical reaction or gas leak, due to a mechanically caused structural failure.
• ⏳ The reason behind using sand in hourglasses is its granular nature, which allows for a constant flow rate, unlike water.
• 🏗️ The arches formed by granular materials like sand can lead to unpredictable loads on silos, potentially causing structural collapse.
• 📏 The concept of granular materials and their collective properties, such as friction, are crucial in understanding the behavior of sand in hourglasses and silos.
• 🌊 The flow of sand in an hourglass is constant because of the arching effect, which distributes the weight unevenly.
• 🕒 The measurement of time has been influenced by various factors, including the development of more precise clocks and the need for accurate navigation.
• 🌐 The shift from the Paris meridian to the Greenwich meridian as the prime meridian was influenced by the development of precise lunar tables at the observatory in Grenit.
• 📅 The French Revolution attempted to decimalize time, creating a system of 10-hour days, but this was not widely adopted due to practical and navigational challenges.
• 🕰️ The development of atomic clocks revolutionized timekeeping by providing extreme precision, which confirmed Einstein's theory of relativity.
• 🥇 The second was redefined in 1967 based on the cesium-133 atom's radiation periods, marking a shift from astronomical observations to a standard based on physical properties.
• 🌟 The concept of time measurement has evolved significantly, from sand in hourglasses to the precise oscillations of atomic particles in atomic clocks.

Q & A

Why do silos sometimes explode without any chemical or gas leak?

Silos can explode due to mechanically induced pressure, not necessarily requiring a chemical reaction or gas leak. The weight of the material inside can create forces that may lead to structural failure if not properly managed.

What is the significance of sand in an hourglass?

Sand is used in hourglasses because its granular nature allows it to flow at a constant rate, unlike liquids which can vary in flow speed. This constant flow helps in keeping time accurately.

How does the granular nature of sand affect its flow?

The granular nature of sand creates arch-like structures due to friction between particles, which can redistribute weight and pressure unevenly. This can lead to unpredictable forces that, in the case of silos, may cause structural failure.

Why was the Paris meridian replaced by the Greenwich meridian as the prime meridian?

The Paris meridian was replaced because of the development of more precise methods for determining longitude, such as the lunar distance method, which was based on observations made at Greenwich.

What is the connection between the hourglass and the measurement of time?

The hourglass measures the passage of time by the flow of sand or water from one chamber to another. It provides a visual representation of time elapsed and can be used to measure fractions of the total time it can contain.

What was the purpose of the decimal time system introduced during the French Revolution?

The decimal time system was an attempt to simplify the measurement of time by dividing the day into 10 hours, each with 100 minutes, and each minute with 100 seconds. This was part of a broader effort to reform units of measurement during the French Revolution.

Why did the decimal time system not gain widespread acceptance?

The decimal time system faced resistance due to the inertia of change, the cost of redesigning and manufacturing clocks, and the complexity it introduced to navigation and timekeeping, which relied on the 60-based system.

What is the relationship between the flow of sand in an hourglass and the arches formed by granular materials?

The flow of sand in an hourglass is constant because the arches formed by the granular material can redistribute the weight and forces in a way that maintains a steady flow, unlike the variable flow of liquids.

How did the precision of timekeeping evolve from the use of pendulums to atomic clocks?

Initially, time was measured based on the regular oscillation of pendulums. However, as technology advanced, atomic clocks were developed, which use the precise vibrations of atoms, specifically cesium-133, to measure time with extreme accuracy.

What is the significance of the 1967 redefinition of the second based on cesium-133?

The 1967 redefinition of the second marked a shift from measuring time based on the Earth's rotation to a constant property of matter. The second was defined as the duration of 9,192,631,770 periods of the radiation corresponding to the transition between two hyperfine levels of the ground state of the cesium-133 atom, which大幅提升了时间测量的精度.

Outlines

00:00

💥 The Mystery of Silo Explosions and the Role of Sand in Hourglasses

This paragraph discusses the surprising cause of silo explosions, which are not due to chemical reactions but rather mechanical failure. It introduces the concept of sand in hourglasses as a metaphor for time, explaining why sand is used instead of water. The key point is that sand's granular nature forms arches that distribute weight unpredictably, leading to uneven pressure and potential structural failure in silos.

05:00

🌐 The Shift from Paris to Greenwich as the Prime Meridian

This section delves into the historical shift of the prime meridian from Paris to Greenwich. It explains the importance of accurate longitude measurement for navigation and how the establishment of the observatory in Paris by Colbert led to the creation of the Paris meridian. The narrative then describes how the development of precise chronometers and the lunar method for determining longitude eventually led to the adoption of the Greenwich Meridian as the global standard.

10:02

⏳ The Failed Decimal Time Revolution of the French Revolution

This paragraph recounts the French Revolution's attempt to decimalize time, changing the day to 10 hours, each consisting of 100 minutes, with each minute having 100 seconds. Despite the initial success in changing the calendar, the decimal time system failed to take hold due to inertia and practical issues, particularly in navigation and among clockmakers, leading to its eventual abandonment.

15:03

📏 The Evolution of the Metric System and the Definition of the Meter

This section explores the history of defining the meter during the French Revolution, considering various proposals such as using the length of a pendulum that beats a second or measuring a meridian arc. The narrative highlights the challenges of these methods, including the imperfections of Earth's shape and the variability of pendulum oscillation. It concludes with the adoption of the meridian-based definition of the meter.

20:05

🕰️ The Quest for an Accurate Definition of a Second

This paragraph details the journey to define a second accurately, starting from the Earth's rotation and the adoption of a tropical year as a reference. It discusses the limitations of these methods due to the Earth's variable rotation speed and the eventual shift to defining the second based on the properties of cesium-133, using its radiation periods. The narrative concludes with the 1967 redefinition of the second and its implications for the metric system.

25:07

🌠 The Precision of Atomic Clocks and Confirmation of Einstein's Theory of Relativity

This section explains the functioning of atomic clocks and their role in confirming Einstein's theory of relativity. It describes how atomic clocks use the quantum transitions of electrons in cesium atoms to measure time with extreme precision. The narrative also touches on the development of atomic clocks and their impact on GPS and internet technology, highlighting the continuous advancements in this field.

30:08

🎧 Podcast Series on Time and Support for the Channel

This final paragraph promotes a podcast series dedicated to the concept of time, starting with the origin of time. It encourages viewers to subscribe to the podcast on various platforms and mentions other related content such as a series on scientific missions and behind-the-scenes videos. The paragraph concludes with a call to action for viewers to support the channel and share it with others.

Keywords

💡Silos explosion

The phenomenon of silos exploding due to mechanical issues rather than chemical reactions or gas leaks. In the video, it is used to illustrate the unexpected forces and pressures that can arise from granular materials like sand, which is also relevant to the functioning of hourglasses.

💡Hourglasses

A time-measuring device consisting of two connected glass chambers, used to illustrate the flow of sand as a constant rate, contrasting with the variable flow of water. The hourglass is a central object in the video, symbolizing the concept of time and its measurement.

💡Granular materials

Materials composed of small, solid particles that interact with each other through friction, leading to collective behaviors such as the formation of arches that can support weight and create unpredictable pressure distributions.

💡Arches

Structural shapes formed by granular materials due to the friction between particles, which can distribute weight and forces in unpredictable ways. In the context of the video, arches in sand within an hourglass allow for a constant flow rate.

💡Friction

A force that resists the relative motion of two surfaces in contact. In granular materials, friction between particles is crucial for the formation of arches and the resulting mechanical behaviors.

💡Meridian

A line of longitude, used in the context of the video to discuss the historical shift from the Paris Meridian to the Greenwich Meridian as the prime meridian, which is the reference line for longitude zero.

💡Longitude

A geographic coordinate that specifies the East-West position of a point on the Earth's surface. The video uses the concept of longitude to explain the historical challenges of navigation and the importance of accurate timekeeping.

💡Time measurement

The process of measuring the duration of time, which is a central theme of the video. It includes the discussion of historical methods, such as using hourglasses, and the development of atomic clocks for precise timekeeping.

💡Cesium-133

A stable isotope of cesium used in atomic clocks due to its precise and consistent radiation frequency, which defines the current standard of a second in the International System of Units (SI).

💡Relativity

A theory of physics, proposed by Albert Einstein, that describes the relationship between space and time. The video discusses how atomic clocks have provided experimental evidence supporting the predictions of relativity.

💡Atomic clock

A highly precise timekeeping device that uses the vibrations of atoms to measure time. Atomic clocks are used for various applications, including GPS and internet time synchronization.

Highlights

Silos can explode due to a mechanically induced stress, not necessarily requiring an explosive or gas leak.

The reason behind silos collapsing is related to the granular nature of the stored material, such as sand or grain, and the formation of arches within the material that can lead to unpredictable stress distribution.

The flow of sand in an hourglass is constant because of the granular properties that allow sand to flow in a consistent manner, unlike water which is affected by pressure differences.

The concept of granular materials and the formation of arches within them is crucial in understanding the behavior of silos and their potential to explode.

The history of measuring time is complex, with the introduction of decimal time during the French Revolution being a notable attempt to change the traditional 24-hour day.

The adoption of the decimal system for time measurement faced challenges, including the cost of changing existing clocks and the disruption to navigation systems that relied on precise timekeeping.

The definition of a second has evolved over time, initially based on the Earth's rotation, which was later refined to be more precise and less dependent on variable factors like tidal effects.

The 1967 redefinition of the second was based on the radiation period of the cesium-133 atom, marking a shift from astronomical observations to a more stable and precise standard.

The development of atomic clocks has allowed for unprecedented precision in timekeeping, which has practical applications in GPS and internet services.

Atomic clocks use the quantum properties of elements like cesium to measure time with extreme accuracy, providing a stable frequency reference for timekeeping.

The hyperfine levels of cesium-133 atoms are used in atomic clocks to achieve precise oscillation periods, which define the current standard of a second.

The theory of relativity by Einstein, which relates time to the presence of mass and energy, has been confirmed through the precision of atomic clocks.

The speed at which time passes can be affected by gravity, as evidenced by the slight time dilation experienced by atomic clocks at different altitudes.

The history of time measurement reflects a continuous evolution, with the meter initially defined by a meridional arc and later redefined based on the speed of light.

The shift from the Paris meridian to the Greenwich meridian as the prime meridian was influenced by the development of precise lunar tables and the method of determining longitude.

The pursuit of accurate timekeeping has been a driving force in the advancement of scientific knowledge and technological innovation.

The series 'Fast and Curious' explores various scientific concepts and historical facts related to the measurement of time, offering insights into the complexities of timekeeping.

Transcripts

ogni anno nel mondo dei silos esplodono

Sì sì esplodono proprio e non è che c'è

dell'esplosivo Non è una questione

chimica non si innesca nessuna

combustione si sfasciano per una

questione banalmente meccanica Com'è

possibile che dei silos esplodano così

senza che vi sia una bomba una fuga di

gas o qualsiasi cosa che innesca una

esplosione E poi perché i silos ma

soprattutto cosa diavolo c'entra tutto

ciò con il titolo di questo video in cui

si dovrebbe spiegare perché nelle

clessidre c'è la sabbia ovviamente

c'entra e non è un collegamento Ardito

un riferimento tirato per i capelli la

ragione per la quale nel clessidre c'è

la sabbia è esattamente la stessa per la

quale i silos esplodono vediamo che è

sta

roba le clessidre hanno un piccolo buco

da cui passa la sabbia la quale deve

essere evidentemente fatta di Granelli

che hanno delle dimensioni ben più

piccole di quelle del buco altrimenti si

incastrano e non è bella una clessidra

dove si incastrano i Granelli Certo

potremmo usare l'espressione il tempo si

è fermato

ma il tempo non si ferma è la sabbia che

si è incastrata insomma la prima domanda

che viene in mente è perché non metterci

del fluido no che siamo sicuri che non

si incastra che so Ad esempio dell'acqua

la ragione È semplice la clessidra non

misura solo il tempo di una clessidra ma

è utile anche per vedere delle frazioni

di clessidra ossia quando si è riempita

la parte sotto per metà ci immaginiamo

che sia passata alla metà del tempo se

ho una clessidra che dura che so 30

secondi quando vedo metà del contenuto

che ha finito nel vaso di sotto so che

ne sono passati 15 ma questo con l'acqua

non funziona ma qui scoppiano i silos e

ti perdi dietro all'Acqua dell' clid e

che Calma calma Oh ehi ehi e che vivi

vicino a un silos eh

spostati dicevo se voi riempite una

bottiglia di acqua e poi la capovolgete

vi accorgerete che l'acqua non defluisce

sempre alla stessa velocità all'inizio è

più rapida perché l'acqua che c'è sopra

spinge alla fine è più lenta perché c'è

meno acqua che spinge con la sabbia il

flusso invece è sempre costante Ecco

perché nelle clessidre ci mettono la

sabbia e non l'acqua perché se metà

sabbia e scesa significa che metà del

tempo è passato è decisamente più

pratico come metodo Ma perché la sabbia

scende in modo costante e infatti ma non

è la stessa cosa La sabbia sopra Pesa di

più all'inizio meno alla fine sembra

essere la stessa cosa ma non è così la

sabbia fa una cosa molto particolare se

prendo i singoli Granelli sono solidi

quando però si trovano in grandi

quantità succede qualcosa di strano la

sabbia se proviamo a prenderla in mano e

a lasciarla andare Beh è come se colasse

non ha certo un comportamento solido di

sicuro non è liquido Possiamo

tranquillamente camminare sulla sabbia

sull'acqua un po' più complicato e

rimane complicato nonostante quello che

ogni tanto si sente dire in giro ci

accorgiamo Dunque che su scala

macroscopica non sono rilevanti i

dettagli del comportamento dei singoli

elementi Bensì le loro proprietà

collettive il nocciolo del discorso è

tutto qui in questo

comportamento Questi elementi si

chiamano granulari e se ci pensate ne è

pieno il pianeta pensate alle spiagge o

a deserti i vari Granelli hanno tante

proprietà in funzione Ie dell'attrito

che c'è fra loro a noi qui ne interessa

una in particolare mentre i fluidi si

comportano in modo omogeneo e la spinta

che esercitano sulle pareti del

recipiente che li contiene è distribuita

in modo facile da determinare nel caso

della sabbia no ossia per effetto

proprio dell'attrito può succedere che

all'interno della sabbia si generino dei

veri e propri Archi che resistono al

peso della sabbia che sta sopra e vanno

a finire di scaricare le forze in modo

poco prevedibile dovete immaginarvi che

nel gruppo di sabbia che vediamo una

parte si è in qualche modo collegata

proprio per effetto dell'attrito a

creare una sorta di Arco che

praticamente va scaricare lateralmente

il peso che arriva da sopra e quindi in

questo caso i carichi a differenza di

quello che succede nei fluidi finiscono

con l'essere molto diversi da punto a

punto e ad essere anche abbastanza

imprevedibili proprio perché non

sappiamo esattamente dove si vanno a

formare questi Archi ma sappiamo che

questo succede spesso pertanto alcune

parti del silos che contiene elementi

granulari come sabbia o granaglie vari

possono trovarsi a dover resistere a

pressioni inattese e in alcuni casi

possono arrivare al collasso è una

questione puramente di ingegneria Nel

senso che questi Archi che si formano e

si sobbarca il peso della sabbia

soprastante da qualche parte poi

scaricano Ecco non serve essere uno

strutturista anche se in questo caso

aiuta per capire che il peso se non va

direttamente sulla sabbia che sta

scendendo dalla fessura della clessidra

non è che sparisce andrà altrove e una

parte di quel peso proprio per come

scaricano gli archi va a generare delle

forze orizzontali che sulla la clessidra

ovviamente non creano nessun problema Ma

sui silos A volte sì nella nostra

clessidra la sabbia crea Quindi delle

strutture ad Arco che fanno sì che solo

una piccola porzione attorno alla

fessura sia messa in movimento in modo

che in un certo senso la sabbia non

senta la pressione di ciò che le sta

sopra e scorra Quindi praticamente

sempre a velocità costante o quasi

costante Ecco a differenza dell'acqua

che poi con l'acqua si forma il calcare

ci metti un anticalcare bisogna tenerle

bene le

clessidre grazie per aver seguito questo

primo capitolo di Fast and curious nel

prossimo capitolo si parlerà di grenit

del perché il meridiano di questa

piccola cittadina ha spodestato

addirittura quello di Parigi cosa c'era

a grenit di così importante e da quando

abbiamo cominciato a contare i fusi

orari partendo da questo

Meridiano A Parigi c'è un osservatorio

l'observatoire de Paris l'osservatorio

venne iniziato nel

1667 per volere di Colbert una sorta di

ministro delle finanze francese fu

incaricato il Perinaldo Domenico Cassini

celeberrimo astronomo Ligure di

occuparsi di far funzionare a dovere

quella struttura che doveva diventare un

gioiello nel mondo dell'astronomia per

l'osservatorio passava il cosiddetto

meridiano di Parigi che all'epoca era il

meridiano di riferimento in sostanza la

longitudine Zero da cui si derivavano le

longitudini degli altri luoghi e fu

proprio un problema di longitudine a

spodestare Col tempo quel meridiano e a

eleggere come meridiano di riferimento

quello che abbiamo ancora oggi la

longitudine zero del nostro pianeta è

Infatti posizionata sul Meridiano

passante per grenit vediamo rapidamente

ma con calma che cosa

[Musica]

successe il calcolo della longitudine è

stato storicamente uno dei maggiori

problemi per la navigazione per

conoscere la propria posizione sulla

direzione nord sud ossia la latitudine

basta osservare le stelle fare due

semplici calcoli In sostanza poiché da

tutti i punti di un parallelo si vede il

sole al

è esattamente il concetto del fuso

orario se viaggiamo da nord a sud

l'orario non cambia Ma se invece ci

muoviamo modificando la nostra

longitudine troviamo uno scarto di 1ora

ogni 15° di longitudine e infatti se

moltiplichiamo 15 per le 24 ore del

giorno otteniamo l'angolo giro di

360° in sostanza la Terra compie una

rotazione di 15° ogni ora poniamo di

partire dal porto di leavre alle 12:0

Zer e dopo circa un giorno di

navigazione vogliamo sapere di quanto ci

siamo spostati verso Ovest E mettiamo di

poter telefonare a una persona che sta

alle avre Ok allora misuriamo Che ore

sono nella posizione in cui ci troviamo

che è facile Basta osservare la

posizione del sole e fare due conti e

poniamo che siano le 15:00 sulla barca

telefoniamo a leavre e ci dicono che in

quel momento lì sono le 16 e 00

significa che abbiamo fatto potremmo

dire un'ora di longitudine Nel senso che

lo Scar temporale è di un'ora noi

sappiamo che un'ora corrisponde

l'abbiamo detto a 15° e quindi ci siamo

spostati di 15° di longitudine Spero sia

chiaro Qual era il problema nel 16 1 x e

anche 19 secolo nessuno poteva

telefonare al porto da cui era partito

per sapere che ore fossero perché non

c'era il telefono vabbè uno può dire

quando parti ti porti dietro un orologio

che segna l'ora del porto di partenza e

quando arrivi in Altomare che vuoi

sapere la tua longitudine guardi

quell'ora lì guardi lo scarto rispetto

all'ora a cui sei tu e bon Hai trovato

la longitudine a lungo però non vi

furono orologi capaci di mantenere la

precisione necessaria per registrare

l'ora esatta del porto di partenza Anche

perché le barche ondeggiano l'aria

salmastra rovina gli ingranaggi e

soprattutto basta sbagliare Anche di

poco l'ora che puoi sbagliare di tanti

chilometri la posizione della tua nave e

quindi occorrevano orologi molto precisi

e di cui fidarsi Perché a un certo punto

l'orologio quello ti dice non sai se sta

sbagliando o se non sta sbagliando col

tempo si riuscì a costruirli ma ci volle

veramente molto tempo e nel frattempo si

tentò di utilizzare dei metodi

alternativi e uno di questi ebbe come

effetto quello di spodestare il

meridiano di Parigi l'idea venne a un

inglese il suo nome non è molto noto si

chiamava Nial maskin e fece una pensata

tanto semplice quanto

[Musica]

geniale

[Musica]

masculin ideò un sistema Che prevedeva

di utilizzare la posizione della luna e

anche quando si riuscì a realizzare

cronometri molto precisi che mantenevano

l'orario del porto di partenza il

cosiddetto metodo lunare di maskin restò

a lungo il più usato perché era sì meno

preciso ma anche molto più economico e

poi diciamolo se ti si rompeva

l'orologio in mezzo

all'oceano mentre la luna finora non si

ancora rotta Certo se c'era molto nuvolo

o non si vedeva la luna c'era poco da

fare ed è questa la ragione per cui chi

se lo poteva permettere calcolava la

longitudine accoppiando i due metodi per

effettuare una verifica alla base del

metodo lunare c'erano delle tavole

precompilate che venivano imbarcate

sulla nave e sulle quali erano riportati

gli orari in cui certi eventi si

sarebbero verificati facciamo un esempio

che ci capiamo peggio poniamo che io

sappia che ha un ben preciso orario

della notte in un in un determinato

posto di cui conosco la longitudine la

luna occulter una determinata Stella la

occulta Nel senso che ci passa davanti

osservo questo fenomeno dalla mia barca

registrandone l'ora e ottengo così la

differenza fra la mia ora e quella del

posto indicato sulle tavole ossia In

pratica la mia longitudine Quando

vennero compilate queste tavole con le

occultazioni delle varie stelle da parte

della luna nei vari periodi dell'anno

bisognava essere molto precisi e

lavorando maskin all'osservatorio di

grenit lo fece da lì sicché le tavole

del metodo lunare erano riferite a

grenit e dunque alla longitudine di quel

luogo E poiché il metodo lunare ebbe un

grande successo col tempo il meridiano

di Parigi venne spodestato dal meridiano

di granich che divenne per tutti il

meridiano di riferimento e ancora oggi

granich è la longitudine

Zero Grazie per aver seguito questo

secondo capitolo di Fast and curious nel

prossimo si parlerà del disperato e

fallimentare tentativo di applicare il

sistema decimale al tempo se vi siete

almeno una volta nella vita posti e

poste la domanda perché diavolo il tempo

si misura con i sessantesimi perché il

giorno è proprio di 24 ore non era più

logico fosse di 10 il capitolo che sta

per arrivare fa per voi perché sì c'è

stato un momento in cui qualcuno

cominciò a costruire orologi in cui il

giorno era di 10

[Musica]

ore la base 6 nata nella notte dei tempi

probabilmente coi babilonesi è giunta

fino a noi e la cosa più evidente che

contiamo con questa base è il tempo un'

ora sono 60 minuti un

minuto un minuto sono 60 secondi

cominciamo col rispondere a una domanda

Perché i secondi si chiamano secondi

avran preso la medaglia d'argento sarà

un video che vi darà qualche

informazione e qualche vaccata si

parte i secondi si chiamano secondi

perché arrivano dopo i primi sembra

banale ma è così i minuti Non a caso si

chiamano anche primi ma in realtà è

un'abbreviazione si dice minuti primi e

minuti secondi secondi proprio perché

l'unità di misura più raffinata dopo la

prima che è fatta dai primi sono i

secondi qu per quell Alt sono primi

Insomma ci siamo capiti le ore in un

giorno invece sono 24 per una serie di

ragioni che sono da ricercare prima del

mondo degli antichi egizi poi nel

Medioevo poi nella Francia del 100 e

niente viene troppo lunga da spiegare

qua ma nell'altro capitolo hai detto che

ne avresti parlato c'hai attirato in una

trappola Sì avevi detto che avresti

spiegato perché il giorno era di 24 ore

e lo farò ma in un video più ampio non

qui nel bel mezzo del Fast and curious

ma vievi detto Lo so lo so Va bene Pago

pegno Farò un altro video quando ma non

lo so Adesso andiamo avanti vai vè Vai

chiedevo diamo tempo al tempo spazio lo

spazio frequenza alle frequenze potenza

alle potenze quantità di moto all qu

basta andiamo dritti sull'argomento del

titolo se nel mondo sono esistiti

orologi come questo Beh è chiaro che c'è

qualcosa da raccontare sì catapultiamo

in quel brevissimo periodo in cui

qualcuno si illuse di poter cambiare la

misura del tempo e impose che il giorno

sarebbe da lì in avanti diventato di 10

ore una cosa la possiamo tranquillamente

spoilerare non ha

funzionato abbiamo la data di questa

rivoluzione mancata era il 4 frimo anno

2 e già dalla data capiamo che un'altra

rivoluzione non ha funzionato bene

quella Che prevedeva la modifica del

calendario di fatto era il 24 novembre

1793 quando la convenzione decreta la

suddivisione decimale del tempo la

rivoluzione francese sull'onda di un

clamoroso cambiamento sociale tanto

radicale quanto inaspettato Si illuse

che se erano state sovvertite alle

regole del mondo che vedevano il popolo

sottomesso a dei sovrani che regnavano

per potere divino se nell'arco di una

manciata di anni si era riusciti a

cambiare la direzione di una storia che

sembrava un treno in corsa impossibile

da dirottare al trove Ebbene si son

detti possiamo fare qualsiasi cosa si

provò a dare delle unità di misura

condivise al mondo e con un po' di

difficoltà ci si riuscì ne ho parlato

brevemente in questo video e più

approfonditamente in questo libro che è

diviso in tre missioni di cui la prima è

proprio quella per la determinazione del

metro si provò anche con il tempo si

cambiarono i nomi dei mesi e sì iniziò

una nuova numerazione a partire dal 22

settembre

1792 che era il giorno successivo

all'abolizione della monarchia e alla

proclamazione della Repubblica e poi si

provò a imporre una base decimale al

tempo si decise che il giorno avrebbe

dovuto essere di 10 ore Ogni ora di 100

minuti ogni minuto di 100 secondi

calcolare il tempo così sarebbe stato

molto più semplice ma mentre col

calendario si era riusciti a fare lo

switch anche se sappiamo che dopo pochi

anni si è comunque tornati all'originale

In ogni caso all'inizio funzionò con il

cambio di ore e minuti non si riuscì

neanche a decollare invece si è rullato

un po' sulla pista ma non c'erano le

condizioni per poter spiccare il volo a

parte l'evidente inerzia al cambiamento

che c'è sempre in questo caso si

aggiunsero due problemi non da poco la

navigazione e gli

orologiai partiamo da questi ultimi

avevano i loro orologi pronti alla

vendita Non costavano poco era un

investimento non esistevano gli orologi

e economici che tutti quanti potevano

permettersi In sostanza se un orologiaio

possedeva in magazzino un certo numero

di orologi cominciava ad avere un

capitale che evidentemente non aveva

voglia di perdere solo perché adesso il

tempo si sarebbe misurato in base 10 e

poi c'erano i cittadini possessori di

orologi avrebbero dovuto buttarli via

Per quanto riguarda invece l'aspetto

legato alla navigazione non è un caso se

nello scorso capitolo si è parlato di

granich e della longitudine Eh la

scaletta non è alla

carlona Basta con Carla Bruni che tra

l'altro si chiama Carla gilberta Bruni

gilberta gilberta se più

[Musica]

charm eh ma non siamo qui per parlare di

Carla Bruni e ci

prendiamo per ricordare quanto la

precisione della longitudine Dipendesse

dalla misura del tempo e non solo questi

orologi da mettere sulle imbarcazioni

erano molto delicati crevano di essere

costruiti con una serie di tecniche

complesse insomma Per farla breve

costavano un botto di soldi E adesso chi

glielo diceva quelli là sui Velli agli

armatori ai naviganti che si erano

svenati per dotarsi di quei gioiellini

di tecnologia che adesso dovevano

sostituirli eh immaginiamoci tutti gli

operatori del mondo della Navigazione

come in un grande flash mob fare il

gesto dell'ombrello Si provarono allora

a costruire orologi con la doppia ora in

modo da ridurre il trauma del passaggio

da un'ora all'altra e capire come

orientarsi ma non funzionò per la

navigazione poi la cosa creava un

ulteriore problema Abbiamo visto come ci

fosse un legame stretto e ormai

acquisito dai naviganti fra le ore i

minuti e i gradi di longitudine e

inoltre lasciando i gradi di longitudine

e latitudine in base 60 perché l'angolo

giro è di 360° si creava a questo punto

un corto circuito piuttosto difficile da

gestire e quindi il tutto Rimanendo in

tema di navi naufrago va anche detto in

chius chiusura che in realtà la

rivoluzione francese aveva operato il

passaggio dai gradi sesag esimi a

centesimali Ossia un angolo giro di 400°

L'angolo retto sono 100° ogni grado è

formato da 100 primi e ogni primo da 100

secondi e diciamocelo questa scelta

rendeva tutto maledettamente più pratico

E non è un caso se la professione che

ancora oggi utilizza angoli a nastro

ossia la topografia usa i gradi

centesimali perché sì sono bellissimi

prov almeno una volta nella vita è una

Goduria sottrarli sommarli come se

fossero dei numeri normali questo sono

ccent potete chiamare quelli che lo

portano quelli chiamate quelli con le

cam con le maniche lunghe dai non devi

non hai in mezzo alle balle questi 60

che dopo 60 fa uno dall'altra parte non

si capisce mai

niente Grazie per essere giunti alla

fine di questo terzo capitolo di Fast

and curious nel prossimo si parlerà

della misura della lunghezza del tempo e

in particolare si proverà a rispondere

alla domanda quanto dura un secondo e

poi è sempre stato lungo uguale la

determinazione del secondo come Vedremo

È stata ben più lunga e tortuosa di

quello che si potrebbe immaginare siamo

sicuri che stavolta rispondi a tutto

Vedremo Non si sa si lascia sempre

spazio all'improvvisazione

[Musica]

qui quando si trattò di determinare il

metro vi furono varie idee siamo nel bel

mezzo della Rivoluzione francese e si

procedette a creare il sistema metrico

decimale da donare al mondo fra le varie

sul tavolo ci sono due proposte che

attirano l'interesse più di altre Una è

quella che definirebbe il metro come la

lunghezza della corda di un pendolo che

batte il secondo l'altra quella che poi

verrà adottata prevede la misura di un

arco di Meridiano terrestre e definisce

il metro come la decim milionesima parte

di un arco di un quarto di Meridiano

ossia si prende la distanza tra il Polo

e l'Equatore si divide per 10 milioni

Quello è il metro ma torniamo alla

proposta del pen era molto più economica

ma aveva un po' di inconvenienti la

terra non è una sfera perfetta e il

pendolo oscilla diversamente A seconda

di dove lo si colloca Vabbè bastava

prendere un punto e dire lo facciamo

oscillare lì ma non risultò così facile

lì dove c'è chi propose salomonico il

45o parallelo chi il parallelo di Parigi

ma a quel punto gli inglesi han detto E

allora perché non quello di Londra

Jefferson dalla Virginia vuole farlo

oscillare a 38° che è la latitudine

media degli Stati Uniti casualmente è

anche quella di Monticello che è un

luogo dove lui ha le sue proprietà ma

c'era un ulteriore problema poniamo pure

di scegliere 45° a quel punto in tutti i

posti del mondo tranne quelli su quel

parallelo chiunque avesse avuto in casa

un pendolo avrebbe riscontrato delle

differenze perché la lunghezza del suo

pendolo non sarebbe stata proprio di 1 m

non era bello avere una misura

verificabile Solo in alcune zone del

pianeta non solo la misura del metro

ricavata in questo modo aveva potremmo

dire geneticamente un problema problema

lo evidenziò bord il quale disse che se

si fosse legata la misura del metro a

quella del pendolo si sarebbe legata una

misura di distanza a una misura di tempo

se volevamo che quella del metro fosse

una misura pura non andava bene perché

quella colpendolo sarebbe stata una

misura derivata Nel senso che per

definire il metro si doveva definire il

secondo con esattezza e poi il secondo

sarebbe rimasto sempre uguale E così si

optò per la lunghezza del meridiano e

fecero un'impresa incredibile ma

immaginandosi che quasi due secoli dopo

per dare la corretta Definizione di

metro che loro avevano ricavato alla

fine del Settecento si sarebbe usato

proprio lui il tempo e si sarebbe legata

per sempre la misura del metro a quella

del secondo così va la storia

vediamo per definire il secondo

inizialmente si era partiti da un

fenomeno fisico regolare che si era in

grado di misurare ossia la rotazione

della Terra su se stessa tempo impiegato

a fare un giro È un giorno basta fissare

un riferimento in cielo che so una

stella e vedere poi quanto tempo

impieghiamo per rivedere la notte

successiva la stella in quella stessa

posizione poiché il tempo si misura in

base 60 quindi ogni minuto 60 secondi

ogni ora 60 minuti e ogni giorno formato

da 60 ore 24 Come mai 24 ho detto che lo

faccio quel video lì sul perché dura 24

ore Basta che è strano però questa cosa

Sì è strano ma qui ci occupiamo di

secondi e nel

1889 si dà la prima definizione precisa

di secondo basata su quello che abbiamo

appena detto ossa che un giorno è

formato da 24 x 60 x 60 ossia

86.400 secondi per cui un secondo è un

86.400 di giorno sulla terra ok ok ok un

corno quale giorno i giorni non sono

tutti uguali ma avran preso un giorno

medio esattamente e per un po' ce lo

siamo fatti andare bene ma nel 1956 non

si era più soddisfatti di questo livello

di precisione perché la velocità di

rotazione della Terra varia a seconda

delle maree la luna pian piano ci

rallenta Insomma se volevamo essere

precisi non potevamo dire un giorno

medio meglio fare un ragionamento più

ampio e ci si è detti Se ripartiamo

tutto su un anno invece che su un giorno

dovrebbe essere più preciso ok ok un

corno che

hanno ci si è basati su quello che viene

chiamato anot

tropico non è quella roba lì

vediamo forse tra voi c'è chi prima

sentendo questo passaggio ha storto il

naso tempo impiegato a fare un giro È un

giorno basta fissare un riferimento in

cielo che so una stella e vedere poi

quanto tempo impieghiamo per rivedere la

notte successiva la stella in quella

stessa posizione perché basarci sulla

posizione delle stelle in cielo fa

sballare un po' le cose le stelle

cambiano la la loro posizione rispetto a

noi certo di poco però come dire dà

fastidio sta roba Ma con l'anno

tropico dove il sole più sole che qua Ed

è proprio il sole che ci interessa per

definire l'anno tropico Infatti si

prende solo il sistema terra sole e ci

si disinteressa di tutto il resto e si

guarda Dopo quanto il sole torna nella

stessa posizione del cielo in un

determinato giorno dopo un anno quel

giorno è l'equinozio di primavera delle

sfero boreale perché se si prende la

durata fra due solstizi è un po' diversa

Vabbè una volta fatta la scelta quello è

l'anno tropico bene No perché gli anni

Tropici non sono tutti uguali allora

eh sono simili ma non proprio uguali

Vabbè questa la si risolve facile si

sceglie un anno tropico e fine cinema e

si farà così prendendo l'anno tropico

1900 quindi un secondo viene definito

come un 31 milionesimo

56.925 4797 dell'anno tropico 1900

Eccolo lì Bello facile tondo tondo

impossibile da dimenticare proprio ma

passano appena 11 anni che nel 1967 alla

13a conferenza internazionale dei pesi e

delle misure si sceglie di definire il

secondo in un modo completamente diverso

lo si lega a una ben precisa proprietà

della materia e il secondo verrà quindi

definito come la durata di 9 miliardi

192 milioni

63170 periodi della radiazione

corrispondente alla trasmissione fra due

livelli Iper finini dello stato

fondamentale dell'atomo di cesio 133

facile da tenere a mente anche questo

nella 17A conferenza dei pesi e delle

misure del 1983 prima la 13a E ora la 1A

eh a loro piacciono i numeri che portano

bene nella 17A dicevo viene definito il

metro che adesso non è più la decim

milionesima parte di un quarto di

Meridiano terrestre bensì la distanza

percorsa dalla luce in un

299792458 di secondo E per ironia della

sorte come dicevamo all'inizio il metro

sarà alla fine del finito proprio

appoggiandosi al secondo in quanto

questa è l'unità di misura calcolata

oggi nel modo più preciso ma torniamo lì

alla definizione di secondo Cosa vuol

dire la trasmissione fra due livelli

iperf dello stato fondamentale

dell'atomo di cesio

133 ci troviamo in questa condizione

quando leggiamo una cosa così Eh già il

prossimo capitolo sarà un bel

delirio Grazie per ha seguito anche il

penultimo contributo della serie Fast

and curious dedicata alla misura del

tempo Nell'ultima parte parleremo di

Come funziona un orologio atomico Che

tipo di precisione può raggiungere e

come grazie a questa precisione si è

potuta dare conferma della validità

della teoria della relatività di

Einstein nella serie dedicata alla

teoria della relatività abbiamo visto

come il tempo sia influenzato dalla

presenza di masse ed energia che poi

masse d' energia abbiamo visto essere

due facce della stessa medaglia pertanto

uno deduce che un orologio che si trova

al quarto piano per esempio di una

palazzina procede con una velocità

Maggiore rispetto allo stesso orologio

che si trova al piano terra perché

quello che sta al piano terra è più

vicino alla Terra è al piano terra a

terra nel senso del pianeta quindi la

massa del pianeta tende a rallentare

l'orologio che le sta più vicino pure

non è che i vicini del quarto piano

invecchi prima la ragione è che la

differenza di tempo Conti alla mano è

davvero infinitesima e a lungo questo fu

il risultato di una teoria la classica

situazione in cui spesso si incastra la

fisica ossia La teoria arriva prima dei

mezzi per verificarla e intanto si

aspetta

giorni

settimane

mesi

anni

decenni In pratica l'impianto teorico

dice che il comportamento degli orologi

dovrebbe essere di un certo tipo ma

questo scarto è talmente piccolo che non

ci sono orologi in grado di verificarlo

nel 1971 ne avevamo parlato in questo

video si raggiunse Finalmente un tale

livello di precisione nel calcolo del

tempo da poter effettuare l'esperimento

si misero degli orologi a terra e degli

altri su degli aerei e si verificò che

la teoria della relatività In effetti

dava previsioni corrette da allora la

nostra precisione sul calcolo del il

tempo è aumentata e oggi ci sono orologi

così precisi che se ne tengo uno in mano

e l'altro lo metto a terra sono in grado

di registrare lo sfasamento di tempo che

corrisponde per l'appunto a quello

predetto dalla teoria della relatività

di Einstein si parla di differenze di

miliardesimi di secondo e ci si può

chiedere come è stato possibile

raggiungere questo livello di precisione

nella misura del tempo come fa un

orologio a cogliere delle differenze di

tempo così Minuscole non è un caso se

questo tipo di orologi si chiamano

atomici vediamo come funzionano circa

come circa il circa Oggi qui non ha

cittadinanza in questo Giusto vediamo

come funzionano più o

meno gli orologi atomici non sono un

vezzo per misurare con precisione il

tempo così fino a se stesso sono usati

per esempio per far funzionare igps

Internet funziona con gli orologi

atomici ma il loro funzionamento è

davvero molto molto complesso provo qui

a darne una semplificazione

giusto alla grossa ma per avere un'idea

di massima Ecco di come che funziona sto

coso e per farlo peraltro mi tocca anche

scomodare Scarlett

eh tranquilli Tanto lei non lo sa

partiamo da un minimo di storia che a

volte aiuta la sperimentazione sui

cosiddetti orologi atomici comincia nel

1949 negli Stati Uniti Ma il modello

quello che come dire crea lo scarto

decisivo e Comincia ad avere livelli di

precisione molto elevati lo faranno gli

inglesi e lo installeranno dove ma

grenit ovviamente era il

1955 e veniva usato come elemento base

per questo orologio il Cesio questo tipo

di orologi sono quelli che portarono poi

a definire nel

1967 come vedevamo nello scorso capitolo

Il secondo che appunto è stato definito

sulla base di questo tempo che viene

chiamato tempo Atomico il Cesio Non è il

solo elemento che permette la

costruzione di orologi atomici Ce ne

sono altri Poi col tempo si sono trovati

appunto elementi anche più per manti

come lo stronzio l'it terbio e ci sono

anche nuove tecniche che permettono di

aumentare ancora di più la precisione

questo solo per dire che non è un ambito

in cui sia fermi ma è un ambito in cui

lo sviluppo continua ancora oggi ma

Rimaniamo sul Cesio che è il

capostipite cosa fa sto Cesio O meglio

cosa ci facciamo noi con sto

[Musica]

Cesio negli atomi ci sono gli elettroni

i quali si trovano su determinati

orbitali un elettrone però può passare

da un orbitale all'altro poniamo che sia

lì tranquillo nel suo orbitale e gli

arrivi una botta di vita dall'esterno

che ne so Una radiazione che lo colpisce

può essere che l'elettrone grazie a

questa energia che gli arriva addosso si

sposti sull'orbita successivo trovandosi

così in una posizione che si dice

eccitata La cosa curiosa è che un

elettrone non fa la strada Fra un

orbitale e l'altro no O si trova

nell'uno o si trova nell'altro quando

gli arriva sufficiente energia scompare

da un orbitale e ricompare nel

nell'altro Cioè non lo troviamo mai a

metà strada sembra impossibile ma grazie

a Scarlett possiamo capire meglio

Supponiamo che io sia lì tranquillo così

e Scarlett mi fa uno sguardo

ammiccante passo in una situazione

eccitata basta lo sguardo e lì pum salto

dall'altra parte non è che io da

tranquillo divento un po' meno

tranquillo Poi ancora un po' meno

tranquillo Poi leggermente più eccitato

No io passo da tranquillo e citato basta

lo sguardo e pum così l'elettrone gli

arriva la radiazione sufficiente a farlo

saltare di orbitale e lui pum va

dall'altra parte ma non passa nelle

situazioni intermedie Insomma è

istantanea sta cosa come per me Scarlett

quello che si fa con gli orologi al

Cesio 133 che fra l'altro è l'unico

isotopo stabile e naturale del Cesio che

è quello con 78 neutroni di isotopi ne

abbiamo parlato in questo video dicevo

Cosa si fa si cerca di mettere in

risonanza una luce laser con gli atomi

di cesio sto semplificando ma immaginate

un Diapason che va in risonanza con la

corda della chitarra quando sto

accordando ok Ecco immaginate una cosa

simile ma con una luce laser a cui viene

cambiata la frequenza perché una luce è

un'onda elettromagnetica quindi possiamo

misurarne la frequenza fino a trovare

quella che è molto probabile che faccia

oscillare gli atomi di cesio in realtà

non proprio gli atomi Ma gli elettroni

che se ricevono l'energia giusta fanno

il salto di orbitale è come se Scarlett

dovesse trovare lo sguardo giusto per

farmi passare allo stato eccitato

secondo me anche se è girata dall'altra

parte parte comunque tu e citato nel

senso inglese exciting

emozionato quindi la luce laser deve

avere una sincronia con gli atomi di

cesio in modo da beccare quella

frequenza che rende probabile il salto

quantico dell'elettrone che però non

salta tra gli orbitali principali

diciamo Eh no troppo facile e Infatti è

per quello che si parla di livelli Iper

fini detto in soldoni i livelli

energetici di un atomo si determinano

OSS ovando l'interazione di tipo

elettrostatico che c'è fra il nucleo che

è positivo e gli elettroni che sono

negativi ma vi sono poi ulteriori

interazioni su cui noi non ci

addentriamo che fanno sì che vi siano

dei sottolivelli nella figura che vedete

con N sono indicati i principali livelli

poi con j i livelli detti Fini e poi a

seguito di ulteriori interazioni che

hanno per protagonisti sempre gli

elettroni si arriva a una ulteriore

separazione indicata con la lettera f e

questi sono detti livelli Iper finini

Ecco è lì dove abbiamo beccato la

frequenza giusta Che poi è quella di

circa 9,2 miliardi di oscillazioni al

secondo poi ci sono tanti altri dettagli

come la temperatura le tecniche per

gestire determinati problemi di

distorsioni e altri effetti indesiderati

ma in pratica il nocciolo è questo alla

fine Scarlett è una chitarra Esatto Cosa

vuoi di

[Musica]

più

[Musica]

Vi ricordo che è iniziata la serie di

podcast dedicata al tempo dal titolo il

tempo esiste il primo è uscito domenica

17 marzo e si intitola l'origine del

tempo l'ho trovato ovviamente su tutte

le piattaforme podcast le puntate

usciranno ogni domenica la serie dura

sette puntate esattamente come quella

sul canale YouTube e di fatto è molto

simile in ogni caso quella sul tempo

potrebbe essere la prima serie di una

lunga serie sicuro che si possa dire una

roba del genere No ma quando

l'entusiasmo prende il sopravvento non

possiamo mica spendere energia per

contenerlo così come non possiamo in

nessun modo contenere la voglia di

sostenerci che magari serpeggia tra di

voi curious vi propone abbonamenti al

canale libri CD tutti i prodotti che se

acquistati ci permettono di continuare

il nostro lavoro potete avere la serie

dedicata alle formule della fisica

quella dei podcast sulle missioni

scientifiche e anche una serie di video

dietro le quinte del canale che vi

Racconta un po' Come funziona la baracca

qua trovate tutte le indicazioni su come

fare ad accaparrarvi queste cose sul

nostro sito associazione

it tutti i link come sempre ve li metto

in descrizione Grazie ancora per il

vostro sostegno per iscrivervi al canale

e per magari dedicare il vostro tempo a

invitare delle persone a seguirci

[Musica]

Ciao

[Musica]

K