O mesmo pensamento astrológico os levou a corrigir o antigo método babilônico de contar por 60, o sistema sexagesimal, por hora. Assim como eles dividiram 360 graus de um círculo ou globo em 60 partes ou minutos, eles dividiram cada minuto em 60 segundos.
A primeira seção do dia de 24 horas (conhecida em latim como partes minutae primae) deu-lhes a duração de um minuto, que era de um a 1440 dias de um dia solar médio. A segunda divisão (partes minutae secundae) dava a duração – e o nome – da segunda divisão, que era de uma a 86.400 partes de um dia. Essa definição permaneceu em vigor até 1967. (Houve uma pequena inflexão de algo chamado tempo de efemérides que era muito complexo para os metrologistas usarem.)
Mas conhecê-lo tem problemas. A Terra está gradualmente diminuindo sua rotação diária; Os dias ficam um pouco mais longos, então o segundo sideral também. Essas pequenas diferenças se somam. Com base na extrapolação de eclipses históricos e outras observações, a Terra como uma hora perdeu mais de três horas nos últimos 2.000 anos.
Portanto, a unidade de tempo padrão, baseada em cálculos astronômicos, não é uma constante, fato que se tornou cada vez mais improvável para os metrologistas nas primeiras décadas do século 20, quando descobriram o quão irregular era a rotação da Terra. A ciência requer consistência, confiabilidade e repetibilidade. O mesmo aconteceu com o tempo – no final da década de 1960, a sociedade tornou-se cada vez mais dependente das frequências dos sinais de rádio, o que exigia tempos muito precisos.
Os metrologistas se voltaram para o movimento mais previsível das partículas atômicas. Os átomos nunca se desgastam ou desaceleram. Suas propriedades não mudam com o tempo. São as horas perfeitas.
Em meados do século 20, os cientistas convenceram os átomos de césio-133 a detectar o carrapato interno secreto. O césio, um metal prateado-dourado que se torna líquido à temperatura ambiente, contém átomos pesados e lentos, o que significa que é relativamente fácil de acompanhar.
Os cientistas colocaram átomos de césio no vácuo e os expuseram à energia de micro-ondas, na faixa invisível do campo eletromagnético. A tarefa era descobrir o comprimento de onda, ou frequência, que excitaria o maior número possível de átomos de césio para emitir um feixe de luz, ou fóton. Os fótons foram capturados por um detector e contados.
