Thế giới bị cai trị bởi đồng hồ?

Thế giới bị cai trị bởi đồng hồ?

Thời gian là tiền bạc, và khái niệm đó chưa bao giờ trở nên rõ rệt hơn vào lúc 0:9:59:59.985 giờ EST ngày 3/6/2013. Chỉ vì một lỗi nhỏ về giờ trong hệ thống, hãng thống tấn Reuters đã vô tình công bố các dữ liệu giao dịch sớm hơn 15 phần nghìn giây. Kết quả: Hàng loạt giao dịch đã diễn ra, với tổng trị giá lên đến 28 triệu đôla. Nguyên nhân là do các robot giao dịch có thể tự động đặt lệnh mua/bán trước khi có bất cứ ai kịp để ý.

Những chiếc đồng hồ cũ sẽ đến lúc không thể đáp ứng nhu cầu của ngày nay

Công nghệ ngày nay đã đạt đến mức mà bất cứ sơ hở nhỏ nào cũng có thể gây nên những tổn thất khổng lồ. Điều này đẩy chúng ta đến một kỷ nguyên mới của khái niệm đúng giờ. Các đồng hồ chính xác nhất trên thế giới có thể chạy 300 triệu năm mà không có vấn đề gì. Những chúa tể thời gian này có thể tác động tới mọi thứ, từ các thị trường tài chính đến thiết bị dẫn đường trên xe.

Chúng thậm chí có thể giúp chúng ta thử nghiệm những chất của vũ trụ.

Việc cải thiện cách tính giờ đã luôn nằm trong trọng tâm của sự phát triển xã hội, từ khi con người ngưng đo thời gian bằng chuyển động của Mặt Trời.

Chiếc đồng hồ chạy bằng máy đầu tiên đã cách mạng hóa việc di chuyển trên biển và từ đó, châm ngòi cho Thời đại khám phá và chủ nghĩa thực dân.

Nó cũng mang lại những bước đột phá trong thiên văn học, giúp đo hành trình của các thiên thể một cách chính xác hơn.

Tần số chính xác

Tuy nhiên, ngay cả những đồng hồ máy tốt nhất cũng không phù hợp với tiêu chuẩn ngày nay.

Một chiếc đồng hồ quả lắc có thể lỡ 15 giây một ngày, một khoảng thời gian dài như vô tận nếu so sánh với độ chính xác của các đồng hồ hạt nhân.

Ra đời 60 năm trước, chúng hoạt động bằng cách dùng sóng siêu âm kích thích các phân tử caesium.

Các sóng siêu âm này được điều chỉnh để được hấp thụ và sau đó được phát ra lại từ các phân tử caesium. Trên lý thuyết , điều này sẽ xảy ra ở tần số chính xác là 9,192,631,770 dao động/giây.

Ngày nay, một trong những đồng hồ hạt nhân chính xác nhất được đặt tại Phòng Thí nghiệm Vật lý Quốc gia tại Teddington, Anh.

Chiếc đồng hồ này chỉ lỡ một giây trong 138 triệu năm.

Năm ngoái, chiếc đồng hồ này chỉ về sau chiếc đồng hồ tại Viện Nghiên cứu Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia tại Boulder, Colorado, vốn chỉ lỡ một giây trong 300 triệu năm.

Bí quyết ở đây là giữ cho nhiệt độ của đồng hồ ở mức thấp bằng nitrogen lỏng để giảm thiểu sai sót, ông Steven, từ NIST, cho biết.

Tuy nhiên đây không phải là loại đồng hồ mà bạn có thể treo trên tường. Nó có kích cỡ bằng một căn phòng.

Trên thực tế, thiết bị này thậm chí còn không có giao diện đồng hồ: Nó được sử dụng để đo sai sót trong các đồng hồ hạt nhân khác để giúp điều chỉnh chúng chính xác hơn.

Những đồng hồ nguyên tử như vậy giúp hình thành một mạng lưới quy định giờ giấc quanh thế giới.

Bạn có lẽ đã sử dụng một mạng lưới như vậy mà không hề hay biết.

Đồng hồ nguyên tử giúp đo tần sóng radio sử dụng trong truyền hình. Trong khi đó, các thiết bị chỉ đường hoạt động bằng cách đo độ chậm trễ của tín hiệu gửi từ các vệ tinh khác nhau và từ đó suy ra khoảng cách giữa bạn với một tọa độ nào đó trên bản đồ.

Tất cả những điều này sẽ không thể nào được thực hiện nếu không có đồng hồ nguyên tử đo đạt những sự khác biệt nhỏ nhất.

Tuy nhiên, đôi lúc, vấn đề lại không phải nằm trong cách tính giờ, mà là cách chia sẻ thông tin, như lỗi trong hệ thống của Reuters cho thấy.

Leon Lobo, từ Phòng Thí nghiệm Vật lý Quốc gia của Anh (NPL) nói phần lớn nền kinh tế ngày nay được điều hành bởi 'giao dịch tần suất cao' - các hệ thống tự động giúp thực hiện các giao dịch chỉ trong một phần nhỏ của một giây.

Vấn đề ở đây là đồng hồ của mỗi định chế lại có thể khác nhau.

'Nếu như bạn đo bằng đơn vị một phần triệu của giây thì sẽ không có đồng hồ của ai giống nhau," ông Lobo nói.

"Nếu đồng hồ của người nhận nhanh hơn thì thông tin sẽ nhìn giống như đã đến nơi trước khi được gửi đi".

Một số nhà giao dịch có thể nhờ đó để trục lợi.

Mua thời gian

Mặc dù các tín hiệu vệ tinh mà GPS sử dụng có thể giúp giảm sự khác biệt, chúng lại dễ bị hack.

"Bạn có thể mua máy chặn GPS, có khả năng gây ảnh hưởng tới cả một khu vực của thành phố, với giá chỉ 20 bảng," ông Lobo nói.

Đôi lúc, những tác hại này không phải do cố ý. Các tài xế giao hàng có thể sử dụng chúng để tránh bị quản lý phát hiện khi đi lòng vòng, nhưng lại vô tình tác động đến những tòa nhà hai bên đường.



Để giải quyết điều này, NPL giờ đây cung cấp một mạng lưới ngầm kết nối các định chế vào các đồng hồ nguyên tử riêng. Điều này đồng nghĩa mỗi công sở sử dụng chung một thiết bị tính giờ.

Ông cho biết điều này đồng nghĩa với việc không có tín hiệu nào khác được truyền qua các dây nối của văn phòng.

Trong một thập niên tới, ngay cả những đồng hồ nguyên tử tốt nhất cũng có thể sẽ lỗi thời giống như đồng hồ quả lắc.

Các nhà khoa học giờ đây đang nghiên cứu các vật liệu khác như strontium, có thể được kích thích bởi ánh sáng và có độ chính xác cao hơn.

Các đồng hồ này có thể sai sót rất ít trong khoảng thời gian tương đương với từ khi xảy ra Big bang đến nay.

"Bạn đang nhìn vào sai sót khoảng một giây trong khoảng thời gian tương đương với tuổi đời của cả thiên hà.", ông Lobo nói.

Ông Lobo nói các đồng hồ này nhạy cảm đến nỗi chúng sẽ bị tác động bởi những vật lý miêu tả trong thuyết tương đối của Albert Einstein.

Einstein đã dự đoán rằng vai trò của lực hút trái đất sẽ giảm dần theo thời gian. Đồng nghĩa với việc thời gian có thể trôi qua nhanh khi bạn ở cao hơn.

Đồng hồ nguyên tử chịu tác động này khi ở một điểm cao hơn so với mực nước biển. Tuy nhiên độ chính xác của đồng hồ quang học sẽ được hiển thị trong khoảng cách ngắn hơn nhiều.

"Chỉ cần nâng đồng hồ quang học lên khoảng một cm có thể khiến tuần suất của nó thay đổi," ông Lobo nói.

Bằng cách này, nó có thể trở thành thước đo lực hút Trái Đất và có thể giúp khám phá các tọa độ có dầu khí.

Rất có thể một điều gì đó ngoài dự kiến sẽ xảy ra, Jefferts nói.

Ví dụ như khi chúng ta thấy tần suất đồng hồ thay đổi từng phút theo thời gian?

"Bạn sẽ bắt đầu lo lắng rằng bản thân những quy tắc vật lý đang thay đổi," ông nói, trái với điều mà chúng ta vẫn tin lâu nay rằng chúng là bất di bất dịch.

Nếu nhìn vào lịch sử của đồng hồ, chúng ta có thể thấy rằng mỗi bước tiến mới đều dẫn tới các cuộc cách mạng, từ việc hải hành cho đến thiết bị dẫn đường và điện thoại di động.

Những thiết bị mới này liệu có mở ra những cuộc cách mạng tương tự? Thời gian sẽ trả lời.

Bản gốc tiếng Anh bài này đã đăng trên BBC Future.

http://www.bbc.com/vietnamese/culture_social/2015/07/150710_the-clocks-that-rule-our-world_vert_fut