TEMPO

TEMPO

(XXXIII, p. 476; App. III, II, p. 928; IV, III, p. 608)

Misura del tempo. - Delle sette grandezze fondamentali che costituiscono la base del Sistema di Misura Internazionale SI, il t. è la grandezza che si può riprodurre in laboratorio con la minore incertezza: infatti l'unità di t., il secondo, quale ottenuta dal campione adottato in sede internazionale, il risonatore con fascio di cesio, approssima la definizione con incertezze residue dell'ordine di alcune unità di 10⁻¹⁴. Quest'incertezza relativa vale per il secondo, inteso come ''durata'' dell'intervallo di t.; per la ''data'', cioè la lettura, in corrispondenza di un istante, di una scala di t. (per es. di un orologio che misuri il fluire del t.), è possibile, su scala globale, contenere gli errori entro una decina di nanosecondi. Questi rilevanti risultati consentono numerose applicazioni nella ricerca e nella tecnologia, e hanno avuto numerosi riflessi nella struttura stessa del sistema SI. Nel 1989, due dei tre Nobel per la fisica erano scienziati i cui lavori rientravano nella misura del t., e precisamente N. Ramsey (risonatore atomico con fascio e maser con getto d'idrogeno) e H.G. Dehmelt (interrogazione di atomi o molecole confinati in una trappola).

I campioni atomici. - La definizione in vigore del secondo è stata adottata nel 1967 dalla 13ª Conferenza generale pesi e misure. La definizione adottata presuppone che tali livelli non cambino con il t. e che non cambi neppure la costante di Planck, che lega appunto le energie alle frequenze delle radiazioni emesse o assorbite. Nessun esperimento, eseguito o in corso, ha messo in dubbio queste due assunzioni. I vari esperimenti per ricercare una presupposta variazione con il t. della costante di Planck si basano sulla costruzione di due orologi, basato l'uno su questa costante e l'altro su un fenomeno nel quale la costante non intervenga, e nel confrontare nel t. le letture di questi due orologi. Il primo orologio può essere un campione atomico, il secondo un dispositivo (idealmente un pendolo, in pratica una cavità) la cui frequenza dipende da una lunghezza. Per realizzare la predetta definizione del secondo, si effettua un'operazione di spettroscopia atomica con un apparato costituito da un fascio di cesio.

In altri tipi di campioni con fascio di cesio la selezione e l'analisi degli atomi vengono effettuate con metodi ottici. Tutta una serie di difficoltà sperimentali e di limiti teorici, tra cui il principio d'indeterminazione di Heisenberg, limita la precisione di questi campioni atomici a talune unità su 10⁻¹⁴. Campioni atomici con fascio di cesio vengono costruiti nei principali laboratori metrologici; esistono anche campioni commerciali, più semplici, ma di prestazioni ragguardevoli, che, in taluni casi e con particolari accorgimenti, si avvicinano con le loro prestazioni ai campioni da laboratorio. Ci sono campioni di frequenza basati su altri atomi (maser con getto d'idrogeno, cella ad assorbimento con vapori di mercurio, trappola per ioni, laser, ecc.) che si usano in taluni settori della tecnica, perché sorpassano per talune prestazioni (stabilità a breve termine) e per caratteristiche (minor ingombro, massa, consumo) il campione con fascio di cesio.

Scale di tempo. - La scala di t. atomico, chiamata IAT (International Atomic Time), è ottenuta mediante particolari algoritmi sfruttando le letture di circa 200 orologi atomici, nella maggior parte di tipo commerciale, custoditi nei laboratori metrologici delle varie nazioni. Nel 1988 la responsabilità della costruzione analitica di IAT è stata trasferita dal BIH (Bureau International de l'Heure), un ente internazionale con sede presso l'osservatorio astronomico di Parigi, al Bureau International des Poids et Mesures. Al BIH, chiamato ora IERS (International Earth Rotation Service), sono affidate le ricerche e i servizi sulle scale di t. rotazionali. La scala di t. italiana è custodita presso l'Istituto elettrotecnico nazionale Galileo Ferraris di Torino.

Distribuzione di segnali campione di tempo e frequenza. - Ai servizi di t. e frequenza campione con emissioni radioelettriche a onde miriametriche, chilometriche, ettometriche e decametriche − alcune centinaia di stazioni in tutto il mondo − si sono affiancati i metodi di distribuzione e di confronto via satellite. Tramite satellite si effettuano infatti sia la distribuzione di segnali di t. campione da un laboratorio metrologico verso numerosi utenti disseminati su vaste regioni, sia il confronto tra gli orologi campione custoditi nei singoli laboratori metrologici. Non esistono satelliti dedicati unicamente a queste attività, ma numerosi tipi di satelliti, e in particolare quelli per navigazione e taluni per telecomunicazione, devono convogliare informazioni di t. di elevata qualità.

Il primo sistema usato in grande scala è stato il sistema statunitense TRANSIT, basato su 5÷8 satelliti su orbita polare, che consente di regolare la lettura di un orologio terrestre, con errori residui dell'ordine di alcune decine di microsecondi. Ben migliori prestazioni sono possibili con il sistema, sempre statunitense, GPS (Global Positioning System), basato su 24 satelliti posti a 20.000 km di altezza, su orbite circolari, inclinate di 55° sul piano equatoriale. Questo sistema di navigazione richiede che almeno quattro satelliti siano contemporaneamente in vista da ogni punto sulla superficie della Terra.

Elaborando gli istanti di ricezione dei segnali di t. provenienti dai quattro satelliti, le cui posizioni istantanee sono note e trasmesse in continuazione dal singolo satellite, è possibile ricavare la posizione di un punto a terra, con errori che vanno da alcune decine di metri ad alcuni centimetri, in funzione delle tecniche sperimentali e dell'eventuale velocità del punto terrestre. Lo scarto tra l'orologio posto a bordo del satellite e un orologio a terra può essere determinato con errori compresi tra un decimo di μs (microsecondo) e qualche ns (nanosecondo). Altri metodi, che comportano lo scambio di segnali di t. tramite satellite, consentono una risoluzione di circa 300 ps (psicosecondi) tra due orologi posti in continenti diversi. Tali precisioni comportano ovviamente l'introduzione di correzioni relativistiche.

Conseguenze metrologiche e applicazioni. - Le prestazioni del campione di t. e la possibilità di determinare sperimentalmente c, cioè la velocità della luce, con nove cifre significative, hanno avuto, nel 1988, la rilevante conseguenza della sostituzione della definizione dell'unità della lunghezza basata sulla lampada al cripto. La nuova definizione lega appunto l'unità di lunghezza, il ''metro'', direttamente a quella di t., cioè di ''secondo'', tramite il valore adottato per c.

Le moderne telecomunicazioni, tramite satellite o tramite fibra ottica, sono di tipo numerico, cioè costituite da successioni di impulsi il cui significato è individuato dalle relative posizioni temporali. Tali posizioni devono essere individuate senza ambiguità nelle operazioni di codifica e di decodifica, usando quindi due orologi diversi che devono avere, o devono essere mantenuti, alla stessa frequenza e t., con incertezze così ridotte da richiedere l'uso di orologi atomici.

Campioni atomici di t. sono pure necessari in radioastronomia (radiointerferometria a grande base) e in geodesia e geofisica. Tutte queste operazioni avvengono infatti mediante la misura di tempi di volo (andata e ritorno) o di tempi di arrivo o di variazioni di frequenza dovute a velocità relative tra sorgente e osservatore.

Bibl.: C. Egidi, La misura del tempo, in Alta Frequenza, 33 (1964), p. 866; P. Kartashoff, Frequency and time, Londra 1978; C. Audoin, J. Vanier, The Quantum physics of atomic frequency standards, Bristol 1989.

Rappresentazione sociale del tempo. - Dal punto di vista sociologico la dimensione t. non esiste di per sé, in quanto si tratta di un'entità socialmente costruita, frutto della riflessione dell'uomo sulla successione degli eventi e sul modo di rappresentarla secondo schemi condivisi da una società o da un gruppo. La rappresentazione sociale del t. prescinde quasi del tutto o comunque si sovrappone alla definizione fisico-matematica o astronomica di esso (v. sopra), anche se si tratta di due aspetti che spesso variano simultaneamente. Il cosiddetto t. sociale è piuttosto percepito e concepito dagli individui o dai gruppi secondo schemi che risultano peculiari di ciascuna cultura.

Un caso tipico è dato dal fondamento sociale, politico o religioso della suddivisione calendariale del t., come nel caso della suddivisione a struttura dinastica delle più antiche cronologie orientali, o delle datazioni basate su eventi epocali quali per es. la fondazione di Roma per la cronologia antica, o la nascita di Cristo per la cronologia cristiana, o la fuga (egira) di Maometto dalla Mecca a Medina per quella islamica. Si tratta cioè di punti di riferimento eccezionali e non ripetibili, che valgono come schemi di suddivisione del t. validi per milioni di individui proprio perché socialmente condividono una stessa cultura, cioè comuni valori.

La percezione sociale del t. è dunque il risultato di un processo di legittimazione ideologica con rilevanti conseguenze di natura religiosa, politica, sociale ed economica. Infatti, in tali casi, origine e suddivisione del t. coincidono con l'origine e lo sviluppo di una specifica concezione della realtà costruita socialmente, in quanto prodotto risultante da una visione del mondo, del senso degli eventi, della storia, particolare e propria di una cultura e di un intero gruppo sociale. Tali schemi del t., oltre che elementi d'identificazione sociale, producono e sanzionano essi stessi la frattura, il cambiamento e la distinzione tra t. sociali diversi. Il t. socialmente rappresentato riassume in tal modo le istanze individuali e di gruppo e, nel riassumerle, connota e sottolinea sia le trasformazioni già realizzate sia il significato e l'orientamento di quelle in atto. In pratica, le rappresentazioni sociali del t. sono espressione di altrettante forme contestualizzate di conoscenza. Tutto ciò implica un'esperienza del t. che non si risolve nella semplice percezione della forma continua della successione, che fluisce all'infinito secondo frazioni matematiche omogenee (secondi, minuti, ore), ma è qualcosa di più complesso, che si esperimenta nel contenuto variabile e concreto dell'agire sociale che queste frazioni misurano. È questa esperienza del t. che impercettibilmente e inesorabilmente condiziona le attività, in quanto è questa l'effettiva dimensione del t. che viene acquisita, introiettata e trasmessa tra individuo e individuo di una società. E la dimensione del t. che soprattutto nella moderna società industriale, e ancor più in quella definita come postindustriale, assume rilevanza sociale è quella del lavoro.

L'avvento delle tecnologie cibernetiche e telematiche dimostra appieno come un'innovazione tecnica possa provocare una diversificazione della rappresentazione sociale del tempo. Uno dei fenomeni più macroscopici in questi settori è la non soluzione di continuità delle possibilità di lavoro, con uno sfruttamento massimo delle macchine anche in orari notturni: le banche dati a livello internazionale operano 24 ore su 24, come la posta elettronica; altrettanto vale per le reti di comunicazione estese a livello intercontinentale grazie all'ausilio dei satelliti. Ne consegue che non esiste più solo un t. cronometrico, un orario omologo cui riferirsi; si è costretti a tener conto di varianti molteplici che mutano a est come a ovest; si opera su un terminale in ore notturne nel proprio paese, ma altrove tutto è in grande fermento perché si è in pieno giorno. Ciò comporta un prolungamento illimitato dell'uso del t. o, meglio, dei t., quello proprio e quello altrui. Questo rendere più complessa la rappresentazione sociale del t. richiede nuove modalità di apprendimento, introduce nuovi modelli culturali, ristruttura la gerarchia dei valori, pone problemi etici mai presentatisi in precedenza. Il cambiamento non concerne solo la quotidianità, la quale anzi subisce un'ulteriore amplificazione in quanto deve inserirsi in uno scenario a più lunga gittata. Infatti l'agire del presente è sempre più collegato al futuro, alle prospettive emergenti, ai nuovi contesti culturali in formazione.

Se nel passato si guardava di più al rendimento nell'immediato, adesso lo sguardo è rivolto a quanto può rendere l'arco di t. che intercorre fra il momento odierno e quello che seguirà, a distanza più o meno ravvicinata di anni (se non di mesi o giorni). Si può dire che nelle società industriali avanzate il valore centrale non è il denaro in sé ma il t. come fonte di denaro, il che penalizza evidentemente altre esperienze meno redditizie economicamente: la vita familiare, l'educazione dei figli e i rapporti interpersonali sono spesso assoggettati alla legge ferrea del miglior investimento di tempo.

In definitiva, nelle società complesse la rappresentazione sociale del t. si complica e si differenzia sempre più nel pubblico e nel privato, sino a informare di sé ogni possibile spazio. Questa occupazione diffusa rappresenta invero un esito che non consente molte alternative. L'assolutizzazione sociale del t. si presenta, dunque, come un processo difficilmente reversibile.

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Come pubblicazione periodica si segnala: Time & Society (dal 1992), pubblicata da Sage (UK).