Hace mucho tiempo, cuando los primeros aventureros zarparon en barcos para explorar nuevas tierras, era común que se perdieran en el mar. A veces encallaban sus naves contra rocas porque no sabían dónde estaban. Las cosas estaban tan mal que en 1714, el Parlamento inglés anunció un premio para la primera persona que desarrollara un método para medir con precisión la longitud o la ubicación con respecto al este y al oeste.

Los antiguos habían descubierto cómo ubicar sus barcos en posición norte-sur o latitud, midiendo la altitud del Sol o las estrellas. No obstante, necesitas tanto la longitud como la latitud para saber dónde te encuentras. John Harrison resolvió el problema y ganó el precio para determinar la longitud con toda precisión. Para hacerlo utilizó el tiempo.

La Tierra gira 15 grados de oeste a este cada hora. En tu viaje, necesitas un reloj que mida el tiempo con exactitud y tenga la hora local en un sitio especial (Greenwich, Inglaterra). Mide la hora del mediodía local, cuando el Sol está directamente arriba, y compárala con tu reloj. La diferencia en horas te indica a cuántos grados de longitud estás de Greenwich, Inglaterra (15 grados cada hora).

El problema hace tiempo era que los relojes no eran suficientemente precisos, pero John Harrison lo resolvió. Fabricó relojes muy precisos utilizando resortes, engranajes, mano de obra de precisión e ideas inteligentes. ¿Qué pasaría si deseas aventurarte en el espacio? Las distancias son mayores y necesitas relojes más precisos. Los científicos han determinado cómo utilizar los átomos para fabricar relojes muy precisos. El átomo de cesio emite ondas lumínicas que oscilan hacia delante y atrás una vez cada 9 mil millonésimas de segundo, es decir ¡0.00000000011 segundos! Estos relojes han sido nuestra hora estándar por varios años. Gracias a estos relojes tan exactos, los satélites en el espacio nos pueden decir dónde estamos en la Tierra con un error de apenas unos pocos metros.

Los satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS en inglés) determinan la distancia que los separa de ti midiendo el tiempo que tarda su señal de radio en llegar a tu receptor. La distancia es igual a velocidad por tiempo. La velocidad de las ondas de radio es la velocidad de la luz bien medida. Si tienes una medición de tiempo precisa, tendrás una medición exacta de la distancia. Pero ¿cómo la distancia de un satélite te indica tu ubicación? No lo hace. Necesitas la distancia de al menos tres satélites. El GPS utiliza 24 satélites distribuidos uniformemente alrededor de la Tierra. Con tres distancias de tres satélites puedes determinar tu ubicación por medio de trilateración. Consulta las actividades para mayor información.

¿Podemos hacerlo mejor? Sí. Los científicos han mejorado el reloj atómico empleando enfriamiento por láser. Los átomos más calientes se mueven más rápido. Se puede reducir su velocidad si se les golpea con rayos láser, igual como lo harías con un perrito al tirarle cojines. El tiempo para una sola oscilación de las ondas de luz emitidas por los átomos se puede medir con mayor precisión cuando el átomo está frío. Así es como tenemos mejores relojes.

Resulta que los átomos fríos lentos son los mejores de todos. La NASA tiene planificado colocar relojes atómicos enfriados por láser en la Estación Espacial Internacional. Estos relojes con átomos fríos más lentos serán los mejores de todos y proporcionarán la precisión necesaria para ayudar a las aeronaves a navegar distancias mucho mayores en el espacio. La era de la exploración ha recorrido un gran trecho desde la época de los barcos que navegaban con velas por los océanos y la medición precisa del tiempo es la clave.