El segundo (símbolo: s), es una unidad de tiempo. Hay 60 segundos en un minuto, 60 minutos en una hora y 24 horas en un día. Esta tradición se remonta a los babilonios.

En ciencia, un segundo es el tiempo que tarda un átomo de cesio en vibrar 9.192.631.770 (unos 9.000 millones) de veces. Los científicos miden el segundo de esta manera porque la duración de un día cambia todo el tiempo. Por ejemplo, cuando vivían los dinosaurios, un día era aproximadamente una hora más corto. En cambio, las vibraciones de los átomos duran siempre el mismo tiempo. Este segundo atómico también se denomina segundo SI.

Los prefijos métricos se combinan frecuentemente con la palabra segundo para denotar subdivisiones del segundo, por ejemplo, el milisegundo (una milésima de segundo) y el nanosegundo (una milmillonésima de segundo). Aunque los prefijos del SI también pueden utilizarse para formar múltiplos del segundo (como el "kilo-segundo", o los mil segundos), estas unidades rara vez se utilizan en la práctica. Lo más habitual es que las unidades de tiempo no SI, como el minuto, la hora y el día, se incrementen por múltiplos de 60 y 24 (en lugar de por potencias de diez como en el sistema SI).

Un latido de un adulto en reposo, durará aproximadamente un segundo.




 

Definición actual

La definición oficial del segundo, adoptada por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) en 1967, establece que el segundo es "la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133". Esta definición vincula la unidad de tiempo a una propiedad atómica reproducible y extremadamente estable, lo que permite mediciones de tiempo con precisión muy alta en relojes atómicos.

Breve historia

  • Origen sexagesimal: La división del tiempo en 60 se remonta a las prácticas matemáticas de los babilonios y fue heredada por astrónomos y relojeros posteriores. De ahí provienen el minuto (1/60 de hora) y el segundo (1/60 de minuto).
  • Segundo como fracción del día: Durante siglos el segundo se entendió como 1/86 400 del día solar medio (24 h × 60 min × 60 s = 86 400 s). Esta definición dependía de la rotación de la Tierra.
  • Segundo efemérides: Debido a las irregularidades en la rotación terrestre, en 1956 se introdujo el segundo ephemeris (basado en el movimiento orbital de la Tierra) para usos astronómicos y científicos.
  • Redefinición atómica (1967): Para lograr mayor estabilidad y reproducibilidad se adoptó la definición basada en la transición hiperfina del cesio-133, que es la definida actualmente.

Equivalencias y prefijos

  • 1 minuto = 60 segundos
  • 1 hora = 60 minutos = 3 600 segundos
  • 1 día civil = 24 horas = 86 400 segundos (el día solar medio puede variar ligeramente)
  • Día sidéreo ≈ 86 164,1 segundos (tiempo relativo a las estrellas, no al Sol)

Prefijos comunes usados con el segundo (subdivisiones):

  • 1 milisegundo (ms) = 10⁻³ s
  • 1 microsegundo (μs) = 10⁻⁶ s
  • 1 nanosegundo (ns) = 10⁻⁹ s
  • 1 picosegundo (ps) = 10⁻¹² s
  • 1 femtosegundo (fs) = 10⁻¹⁵ s

Los múltiplos decimales del segundo (por ejemplo, kilosegundo) existen en el SI pero rara vez se usan; en la práctica se prefieren minutos y horas para tiempos humanos.

Medición y precisión

Los relojes atómicos basados en cesio (y, más recientemente, relojes ópticos con átomos o iones diferentes) alcanzan precisiones que permiten medir intervalos de tiempo con incertidumbres de partes en 10¹⁶ o mejores. Estas precisiones son fundamentales en aplicaciones como:

  • Sistemas de posicionamiento global (GPS) y redes de telecomunicaciones
  • Pruebas de teorías físicas y metrología
  • Sincro­nización de redes eléctricas y financieras

El Tiempo Universal Coordinado (UTC) es la escala horaria usada internacionalmente y se basa en segundos del SI medidos por una red de relojes atómicos. Sin embargo, para mantener UTC en concordancia con la rotación de la Tierra (que varía), desde 1972 se han introducido ocasionalmente segundos intercalares (leap seconds). Estos segundos adicionales ajustan UTC frente al tiempo astronómico (UT1) y han generado debate sobre su continuidad a futuro.

Usos cotidianos y ejemplos

El segundo es la unidad práctica básica para medir intervalos cortos en la vida diaria: tiempos de reacción, duraciones de eventos, cronometraje deportivo, frecuencias (1 Hz = 1/s), etc. Un ejemplo intuitivo: un latido de un adulto en reposo suele durar aproximadamente un segundo, lo que ayuda a visualizar la magnitud de la unidad.

Avances y perspectivas

Aunque la definición actual basada en el cesio es extremadamente estable, la investigación en relojes ópticos (basados en transiciones en el rango óptico) está mejorando la estabilidad y exactitud de las mediciones temporales. En el futuro esto podría conducir a una redefinición si una tecnología alternativa demuestra ser más reproducible a nivel internacional. Mientras tanto, el segundo del SI sigue siendo la referencia fundamental del tiempo en ciencia y tecnología.