Misuriamo il tempo sempre meglio, mentre continua a sfuggirci.
«QUANTO DURA UN SECONDO?»
Gli orologi diventano sempre più precisi, ma il tempo della nostra vita sembra scorrere sempre più velocemente
Redazione Inchiostronero
Sette orologi ottici, distribuiti in quattro Paesi europei, sono stati confrontati con una precisione tale da avvicinare la possibile ridefinizione del secondo. La scienza riesce a misurare il tempo come mai prima d’ora. Ma esiste un altro tempo, impossibile da rinchiudere completamente negli orologi: quello che percepiamo. Un’ora di attesa non dura come un’ora felice; un’estate dell’infanzia sembra interminabile, mentre con l’età gli anni paiono accelerare. Dalla fisica alla memoria, da Einstein ad Agostino, una domanda apparentemente semplice conduce al paradosso del tempo umano: più impariamo a misurarlo, più ci accorgiamo di non poterlo trattenere.
“Possiamo costruire un orologio che non perda quasi neppure un secondo nell’arco di miliardi di anni.
Ma non abbiamo ancora costruito nulla che possa restituirci un solo secondo già trascorso”
Inchiostronero
Sette orologi per misurare un secondo
Nel settembre 2026 sette orologi ottici, distribuiti in quattro Paesi europei, sono stati messi a confronto attraverso collegamenti in fibra ottica. Non si trattava semplicemente di verificare se segnassero tutti la stessa ora. La sfida era molto più ambiziosa: confrontare strumenti capaci di misurare intervalli di tempo con una precisione tale da contribuire alla futura ridefinizione del secondo.
Può sembrare paradossale. Tutti sappiamo che cosa sia un secondo. Lo contiamo, lo sprechiamo, chiediamo di aspettarne uno. Eppure la scienza ha bisogno di stabilire con precisione estrema che cosa significhi quella parola.
Dal 1967 il secondo non viene più ricavato dal movimento della Terra. La sua definizione è legata all’atomo di cesio-133 e alla frequenza associata a una particolare transizione iperfine dell’atomo di cesio-133, fissata a 9.192.631.770 hertz. Gli orologi ottici utilizzano invece frequenze molto più elevate e alcuni standard hanno ormai raggiunto prestazioni superiori a quelle ottenibili con i migliori orologi al cesio. Per questo il Bureau International des Poids et Mesures sta preparando il percorso verso una possibile nuova definizione del secondo, la cui ratifica non è prevista prima del 2030.
Ma a che cosa serve “spaccare il secondo” con una precisione tanto vertiginosa?
La domanda è meno ingenua di quanto sembri. Se nella vita quotidiana un secondo è già un intervallo brevissimo, perché investire tanta ricerca per dividerlo e misurarlo con precisioni quasi inconcepibili?
La risposta è che, a questi livelli, non stiamo più cercando semplicemente di sapere che ore sono. Stiamo usando il tempo per misurare il mondo.
La navigazione satellitare, per esempio, determina le posizioni misurando i tempi impiegati dai segnali per raggiungerci. La luce percorre circa 300.000 chilometri in un secondo: in un solo nanosecondo percorre circa trenta centimetri. Piccolissimi errori nella misura del tempo possono quindi trasformarsi in errori di posizione. Anche telecomunicazioni, reti informatiche e grandi infrastrutture scientifiche dipendono da sistemi estremamente precisi di sincronizzazione.
Ma gli orologi più avanzati permettono qualcosa di ancora più sorprendente. Poiché, secondo la relatività generale, la gravità modifica il ritmo del tempo, confrontare orologi ottici posti in condizioni gravitazionali leggermente diverse consente di misurare differenze del campo gravitazionale terrestre. L’orologio diventa così anche uno strumento per studiare la Terra.
Infine c’è la ricerca fondamentale. Orologi sempre più precisi permettono di sottoporre le nostre teorie fisiche a verifiche sempre più severe. Se due strumenti che, secondo le leggi conosciute, dovrebbero comportarsi nello stesso modo mostrassero una differenza inspiegabile, quella minuscola discrepanza potrebbe perfino indicare qualcosa della natura che ancora non conosciamo.
Ecco perché continuiamo a “spaccare il secondo”: non per arrivare più puntuali a un appuntamento, ma perché misurare meglio il tempo significa misurare meglio l’Universo.
Il punto più sorprendente, però, è forse un altro. Il NIST lo esprime con una precisione quasi filosofica:
«Quando diciamo che misuriamo il tempo, parliamo in modo approssimativo. Ciò che misuriamo realmente sono intervalli di tempo.»
— National Institute of Standards and Technology
La distinzione sembra sottile, ma apre una voragine.
Possiamo misurare con precisione crescente l’intervallo tra due eventi. Possiamo contare oscillazioni atomiche, confrontare orologi lontani centinaia di chilometri e accorgerci persino che la gravità modifica il loro ritmo.
Eppure rimane una domanda alla quale nessun orologio può rispondere:
perché lo stesso intervallo di tempo non sembra durare allo stesso modo quando siamo noi a viverlo?
La scienza sta imparando a misurare il secondo con una precisione quasi inconcepibile. Noi, intanto, continuiamo ad avere la sensazione che gli anni passino sempre più in fretta.
Nota 1 — La definizione attuale del secondo è basata sulla frequenza della transizione iperfine dello stato fondamentale dell’atomo di cesio-133. Gli standard ottici hanno raggiunto in alcuni casi incertezze fino a due ordini di grandezza inferiori rispetto ai migliori standard primari al cesio; proprio questo progresso è alla base del percorso internazionale verso una possibile ridefinizione.
Il secondo non è sempre stato un secondo
Per millenni l’uomo ha misurato il tempo guardando qualcosa che si ripeteva. Il sorgere del Sole, il movimento di un’ombra, il fluire dell’acqua in una clessidra. In fondo ogni orologio, anche il più sofisticato, nasce dalla stessa idea: trovare un fenomeno regolare e contarne le ripetizioni.
Il problema è che la regolarità perfetta non esiste facilmente.
Il Sole sembrava un ottimo orologio finché la precisione richiesta era quella della vita agricola. Le clessidre ad acqua o a sabbia permisero di misurare intervalli più brevi. Poi arrivarono gli orologi meccanici e, nel Seicento, il pendolo. Nel 1657 Christiaan Huygens fece costruire il primo orologio a pendolo, riducendo drasticamente gli errori degli strumenti precedenti. Tre secoli dopo il quarzo sostituì l’oscillazione del pendolo con quella, assai più regolare, di un cristallo sottoposto a una corrente elettrica.
Ogni progresso seguiva la stessa ossessione: trovare qualcosa che oscillasse meglio.
Nell’Ottocento James Clerk Maxwell intuì che il riferimento ideale avrebbe potuto trovarsi non nelle macchine costruite dall’uomo, ma nella materia stessa. Nel 1870, parlando delle molecole come possibili standard naturali, osservò:
«Una molecola, per esempio di idrogeno, possiede sempre le stesse proprietà, sia che la troviamo sulla Terra, nel Sole o nelle stelle fisse.»
— James Clerk Maxwell, Address to the Mathematical and Physical Sections of the British Association, 1870
L’intuizione era formidabile: pendoli e cristalli possono differire; gli atomi dello stesso elemento sono identici.
Nel Novecento quella possibilità diventò tecnologia. Nel 1949 fu realizzato al National Bureau of Standards statunitense un primo orologio atomico basato sull’ammoniaca; successivamente il cesio offrì un riferimento molto più preciso.
Fino ad allora, però, il secondo era rimasto legato soprattutto all’astronomia. Era stato a lungo considerato 1/86.400 del giorno solare medio. Ma la Terra non ruota con la regolarità necessaria a un moderno standard scientifico. Nel 1960 si passò temporaneamente a una definizione basata sull’anno tropico; nel 1967 arrivò infine il cesio-133.
Oggi un secondo è definito fissando a 9.192.631.770 hertz la frequenza di una particolare transizione dell’atomo di cesio-133. Domani una transizione ottica potrebbe consentirci di realizzarlo con precisione ancora maggiore.
E qui emerge una distinzione essenziale:
il tempo non l’abbiamo inventato. Abbiamo inventato i modi per dividerlo.
Prima abbiamo affidato quella divisione al cielo, poi all’acqua, al pendolo, al quarzo e infine all’atomo. Ogni volta abbiamo creduto di avere trovato un battito più regolare.
Ma proprio quando i nostri orologi diventano quasi perfetti, la fisica ci costringe a scoprire qualcosa di sorprendente: nemmeno il tempo scorre necessariamente allo stesso modo per tutti.
Einstein rompe l’orologio universale
Per secoli il problema sembrò soltanto tecnico: costruire un orologio sempre più preciso. Dal Sole al pendolo, dal quarzo al cesio, ogni passo sembrava avvicinarci a un tempo universale finalmente misurabile senza errore.
Poi arrivò Albert Einstein e cambiò la domanda.
Con la relatività ristretta del 1905 mostrò che il tempo non può essere considerato indipendente dal movimento dell’osservatore. Due orologi perfettamente identici, se seguono traiettorie differenti e si muovono a velocità diverse, possono registrare quantità di tempo differenti.
Nel 1915, con la relatività generale, il quadro diventò ancora più sorprendente: anche la gravità modifica il ritmo degli orologi. Più intenso è il campo gravitazionale, più lentamente scorre il tempo rispetto a una regione dove la gravità è minore.
Non è un’illusione della coscienza. Non è filosofia. È fisica.
Einstein ne era perfettamente consapevole già nel 1905, quando scriveva:
«Dobbiamo tener presente che tutti i nostri giudizi nei quali il tempo svolge un ruolo sono sempre giudizi su eventi simultanei.»
— Albert Einstein, Sull’elettrodinamica dei corpi in movimento, 1905
La simultaneità, che sembrava la cosa più naturale del mondo, cessava così di essere assoluta.
Per molto tempo queste differenze temporali furono minuscole rispetto alla precisione degli strumenti disponibili. Oggi non più. Gli orologi atomici e soprattutto quelli ottici sono diventati tanto sensibili da poter rilevare la dilatazione gravitazionale del tempo persino tra strumenti separati da piccole differenze di altezza.
Nel 2022 ricercatori del JILA e del NIST hanno misurato questo effetto tra regioni di una nube di atomi distanti appena un millimetro. L’orologio posto leggermente più in alto procedeva, esattamente come previsto dalla relatività generale, impercettibilmente più veloce.
La precisione degli orologi moderni ha quindi prodotto un curioso rovesciamento: nati per misurare il tempo, sono diventati strumenti capaci di misurare la gravità attraverso il tempo. Questa possibilità apre la strada alla cosiddetta geodesia relativistica, con cui differenze di potenziale gravitazionale possono essere determinate confrontando orologi estremamente precisi.
Abbiamo dunque cercato per secoli l’orologio perfetto e, quando siamo quasi riusciti a costruirlo, abbiamo scoperto qualcosa di molto meno rassicurante:
non esiste un unico orologio dell’universo al quale tutti gli altri debbano obbedire.
Il secondo può essere definito con precisione straordinaria. Ma il tempo registrato da un orologio dipende anche dal percorso che quell’orologio compie nello spazio e dal campo gravitazionale nel quale si trova.
La fisica ha così distrutto il tempo assoluto.
Tra poco sarà la nostra esperienza quotidiana a complicare ulteriormente le cose.
Nota 2 — L’effetto misurato su una differenza di altezza di appena un millimetro è estremamente piccolo. Il risultato è significativo proprio perché mostra che gli orologi ottici hanno raggiunto una sensibilità sufficiente a rilevare variazioni relativistiche su scale così ridotte.
L’orologio dice un’ora. Noi no.
Prendiamo due ore perfettamente identiche.
La prima trascorre nella sala d’attesa di un ospedale, aspettando una notizia che non arriva. La seconda accanto a una persona amata che non vedevamo da molto tempo.
Per l’orologio non esiste alcuna differenza. Tremilaseicento secondi nella prima, tremilaseicento nella seconda. Stessa quantità di tempo, misurata con la stessa precisione.
Eppure nessuno direbbe di averle vissute allo stesso modo.
La prima può sembrare interminabile. Guardiamo l’orologio, contiamo i minuti, ascoltiamo ogni rumore proveniente dal corridoio. Nella seconda, invece, possiamo accorgerci quasi con sorpresa che un’ora è già trascorsa.
È qui che il tempo dell’orologio e il tempo dell’uomo si separano.
Il filosofo francese Henri Bergson fece di questa distinzione uno dei nuclei del proprio pensiero. Al tempo omogeneo e divisibile della scienza contrappose la durata, la durée: il tempo così come viene vissuto dalla coscienza, nel quale gli istanti non sono unità identiche poste una accanto all’altra, ma esperienze che si compenetrano.
In Saggio sui dati immediati della coscienza scrive:
«La durata del tutto pura è la forma che assume la successione dei nostri stati di coscienza quando il nostro io si lascia vivere.»
— Henri Bergson, Saggio sui dati immediati della coscienza, 1889
Un minuto, dunque, possiede una misura, ma non necessariamente una durata vissuta sempre uguale.
Attesa, paura, dolore, noia possono dilatare il presente; piacere, concentrazione, sorpresa e coinvolgimento possono comprimerlo. Non cambia il secondo dell’orologio. Cambia il modo in cui la coscienza attraversa quella successione di secondi.
Questo non significa che esistano due fisiche del tempo. Significa che stiamo ponendo due domande differenti. L’orologio risponde a quanto tempo è trascorso; la coscienza risponde, senza numeri, a come quel tempo è stato vissuto.
Ed è proprio questa differenza a preparare il paradosso più personale.
Se un’ora può sembrarci lunga o breve a seconda di ciò che viviamo, che cosa accade quando non confrontiamo due ore, ma due età della nostra vita?
Perché le estati dell’infanzia sembravano non finire mai, mentre oggi gli anni sembrano rincorrersi?
Perché da giovani il tempo sembrava più lento?
Quasi tutti, arrivati a una certa età, hanno pronunciato almeno una volta la stessa frase:
«Quest’anno è volato.»
Da bambini accadeva il contrario. Le vacanze estive sembravano immense. Il tempo che separava un compleanno dal successivo aveva quasi la consistenza di un’epoca. Poi qualcosa sembra cambiare: i mesi cominciano a rincorrersi, Natale ritorna quando ci pare appena trascorso e dieci anni possono apparire sorprendentemente brevi quando li guardiamo alle spalle.
Il tempo non ha accelerato. Siamo cambiati noi.
La psicologia non possiede una spiegazione unica del fenomeno. Una delle ipotesi più interessanti riguarda però il rapporto fra novità e memoria. L’infanzia e la giovinezza sono affollate di prime volte: la prima scuola, il primo viaggio senza i genitori, il primo amore, il primo lavoro, luoghi e persone che non possiedono ancora il carattere rassicurante — e ripetitivo — dell’abitudine.
La memoria trova molti punti ai quali aggrapparsi.
Con il passare degli anni aumenta invece inevitabilmente la quantità delle esperienze familiari. Percorriamo la stessa strada, compiamo gesti simili, riconosciamo situazioni già incontrate. Una recente sintesi della ricerca sul tempo soggettivo osserva che i giudizi retrospettivi sulla velocità della vita dipendono anche da come un periodo viene organizzato e recuperato dalla memoria: routine e compressione mnemonica possono contribuire alla sensazione che sia trascorso rapidamente.
La psicologa Ruth Ogden lo riassume efficacemente: quando guardiamo indietro a un anno ricco di ricordi nuovi, emotivi e dettagliati, esso può sembrarci più lungo; un anno dominato dalla routine può invece apparire più breve. Ma la stessa Ogden avverte che entrano in gioco anche aspettative, occupazioni e la sensazione adulta di non avere mai abbastanza tempo.
Esiste poi una spiegazione tanto seducente quanto difficile da dimostrare: quella proporzionale. A dieci anni, un anno rappresenta un decimo della vita già vissuta; a cinquanta, un cinquantesimo; a ottanta, appena un ottantesimo. Ogni nuovo anno occuperebbe quindi una porzione progressivamente più piccola della nostra biografia.
È una bella immagine. Non è una legge scientifica. Le ricerche contemporanee invitano infatti a non ridurre l’accelerazione soggettiva del tempo a una semplice formula matematica.
Forse, allora, le estati dell’infanzia non erano davvero più lunghe.
Erano più piene di cose che non erano ancora accadute.
Agostino e il tempo che non riusciamo ad afferrare
Dopo gli orologi ottici, Einstein, la memoria e la psicologia, potremmo credere di essere arrivati finalmente vicini a capire che cosa sia il tempo.
Poi incontriamo Agostino d’Ippona.
All’inizio del V secolo non disponeva di orologi meccanici, non conosceva gli atomi di cesio e naturalmente ignorava la relatività. Eppure, nel libro XI delle Confessioni, formulò una delle domande più celebri della filosofia occidentale:
«Che cos’è dunque il tempo? Se nessuno me lo chiede, lo so; se voglio spiegarlo a chi me lo chiede, non lo so.»
— Agostino, Confessioni, XI, 14
Sono trascorsi più di sedici secoli e l’imbarazzo descritto da Agostino conserva qualcosa di sorprendentemente familiare.
Noi parliamo continuamente del tempo. Diciamo che passa, manca, avanza, vola, guarisce, cancella. Lo misuriamo e lo vendiamo; veniamo pagati per quello che dedichiamo al lavoro e rimpiangiamo quello che crediamo di avere perduto. Ma appena proviamo a stabilire che cosa sia davvero, l’oggetto sembra sottrarsi.
Agostino parte da un paradosso. Il passato non è più. Il futuro non è ancora. E il presente, se possedesse una durata stabile, cesserebbe immediatamente di essere presente e diventerebbe passato.
Come può dunque esistere il tempo?
La risposta lo conduce dalla realtà esterna all’esperienza interiore. Passato, presente e futuro si danno per noi attraverso tre forme della coscienza: memoria, attenzione e attesa. Ricordiamo ciò che è accaduto, prestiamo attenzione a ciò che accade, attendiamo ciò che deve ancora accadere.
Il tempo umano diventa così una sorta di distensione dell’animo, la celebre distentio animi agostiniana.
Ed ecco perché Agostino entra perfettamente nel nostro percorso. L’orologio ottico può misurare con precisione straordinaria l’intervallo fra due eventi. Ma non può misurare quanto un ricordo occupi dentro di noi, quanto lentamente trascorra un’attesa o quanto rapidamente un presente diventi qualcosa che non possiamo più raggiungere.
La tecnologia ha perfezionato immensamente la misura del tempo.
Non ha risolto il mistero della nostra esperienza del tempo.
L’orologio perfetto e il tempo perduto
Torniamo allora ai sette orologi da cui siamo partiti.
In quattro Paesi europei, strumenti di precisione quasi inconcepibile confrontano il proprio battito attraverso reti di fibra ottica. Gli scienziati cercano un riferimento ancora più stabile del cesio, capace forse, un giorno, di diventare la nuova definizione del secondo.
È difficile non provare una certa ammirazione.
Per millenni abbiamo osservato il Sole, fatto scorrere acqua e sabbia, costruito pendoli, fatto vibrare cristalli di quarzo, interrogato atomi. Ogni volta abbiamo ridotto l’errore. Ogni volta abbiamo diviso il tempo in parti più piccole, più regolari, più controllabili.
Ora siamo arrivati alle transizioni ottiche.
Ma che cosa abbiamo realmente conquistato?
Non il secondo. La sua misura.
La differenza è enorme.
La precisione degli orologi moderni permette di sincronizzare reti, migliorare la navigazione, verificare la relatività, misurare differenze gravitazionali e osservare fenomeni che fino a pochi decenni fa sarebbero stati invisibili. Da questo punto di vista, misurare il tempo sempre meglio significa conoscere sempre meglio il mondo.
Ma nessuna precisione modifica la condizione fondamentale nella quale quel mondo viene vissuto.
Il secondo che passa non ritorna.
Possiamo stabilire con accuratezza straordinaria quando è cominciato e quando è terminato. Possiamo confrontarlo con un altro secondo misurato a migliaia di chilometri di distanza. Possiamo persino osservare che due orologi, sottoposti a condizioni gravitazionali differenti, non accumulano esattamente lo stesso tempo.
Ma non possiamo ripetere quel secondo.
Ed è qui che il nostro tempo perduto incontra inevitabilmente, anche solo per un istante, Marcel Proust. Nella Recherche ciò che è trascorso non può essere riportato indietro dall’orologio: può però riaffiorare attraverso la memoria involontaria, quando un sapore, un profumo o una sensazione restituiscono improvvisamente al presente qualcosa che credevamo scomparso. La celebre madeleine non riporta indietro il tempo: riporta il tempo dentro di noi.
Forse è questa l’unica forma di rivincita che possediamo sull’irreversibilità: non recuperare ciò che è stato, ma scoprire che una parte di esso può ancora essere presente nella memoria.
Forse è questo il paradosso che si nasconde dietro la nostra ossessione millenaria per gli orologi. Abbiamo imparato a dividere il tempo perché non possiamo fermarlo. Più perfezioniamo gli strumenti con cui lo misuriamo, più diventa evidente la distanza tra la precisione della misura e l’irreversibilità della vita.
L’orologio ottico può dirci con una precisione vertiginosa quanto dura un secondo.
Non può dirci quanto vale.
E soprattutto non può restituircelo.
Possiamo costruire un orologio che non perda quasi neppure un secondo nell’arco di miliardi di anni. Ma non abbiamo ancora costruito nulla che possa restituirci un solo secondo già trascorso.
Riccardo Alberto Quattrini
Scrittore, saggista e autore del blog culturale Inchiostronero
Nota per le immagini Le immagini pubblicate a corredo dell’articolo sono state create con il contributo dell’intelligenza artificiale generativa e successivamente selezionate e curate dalla redazione di Inchiostronero.
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