La même pensée astrologique les a amenés à corriger l’ancienne méthode babylonienne de comptage par 60, le système sexagésimal, par heure. Tout comme ils ont divisé 360 degrés d’un cercle ou d’un globe en 60 parties ou minutes, ils ont ensuite divisé chaque minute en 60 secondes.
La première section de la journée de 24 heures (connue en latin sous le nom de partes minutae primae) leur donnait la durée d’une minute, qui était de un à 1440 jours d’un jour solaire moyen. La deuxième division (partes minutae secundae) donnait la durée – et le nom – de la deuxième division, qui était de 1 à 86 400 parties de jour. Cette définition est restée en vigueur jusqu’en 1967. (Il y avait une courte inflexion de quelque chose appelé le temps des éphémérides qui était trop complexe à utiliser pour les métrologues.)
Mais apprendre à le connaître pose des problèmes. La Terre ralentit progressivement sa rotation quotidienne ; Les jours s’allongent un peu donc la seconde sidérale l’est aussi. Ces petites différences s’additionnent. Sur la base d’une extrapolation à partir d’éclipses historiques et d’autres observations, la Terre en une heure a perdu plus de trois heures au cours des 2 000 dernières années.
Par conséquent, l’unité de temps standard, basée sur le calcul astronomique, n’est pas une constante, un fait qui est devenu de plus en plus improbable pour les métrologues au cours des premières décennies du XXe siècle lorsqu’ils ont découvert à quel point la rotation de la Terre était irrégulière. La science exige de la cohérence, de la fiabilité et de la répétabilité. Le temps a fait de même – à la fin des années 1960, la société était devenue de plus en plus dépendante des fréquences des signaux radio, ce qui nécessitait des horaires très précis.
Les métrologues se sont tournés vers le mouvement plus prévisible des particules atomiques. Les atomes ne s’usent jamais et ne ralentissent jamais. Leurs propriétés ne changent pas avec le temps. C’est les heures parfaites.
Au milieu du 20e siècle, les scientifiques avaient convaincu les atomes de césium 133 de détecter la tique intérieure secrète. Le césium, un métal argenté-doré qui devient liquide à environ la température ambiante, contient des atomes lourds et lents, ce qui signifie qu’il est relativement facile à suivre.
Les scientifiques ont placé des atomes de césium dans le vide et les ont exposés à l’énergie des micro-ondes, dans la gamme invisible du champ électromagnétique. La tâche consistait à déterminer la longueur d’onde, ou fréquence, qui exciterait autant d’atomes de césium que possible pour émettre un faisceau de lumière, ou photon. Les photons ont été capturés par un détecteur et comptés.
