Jak v Británii vědí, kolik je hodinTom Scott

Když koupíte hodiny s nápisem „rádiově řízené“, stačí vložit baterku a samy se správně nastaví. A správný čas udrží rok nebo víc. Nemůžou přijímat satelitní signál, na wi-fi také nejsou připojené, nic takového by baterie neutáhla. Místo toho používají starší technologii. Z této rozhlasové stanice v Anthornu vysílá Národní fyzikální laboratoř, NPL, časový signál do celé země.

A to v tak prostém formátu, že ho jednoduchá elektronika přečte a na jedinou baterku jde přesně déle než rok. V centrále NPL v Londýně jsem zjišťoval, jak to celé funguje. V Anthornu máme velmi kvalitní ceziové atomové hodiny, podobně jako tady v Londýně. Odtamtud vysíláme, tady v NPL ty signály monitorujeme a podle toho vysíláme stimuly, kterými upravujeme všechny výchylky. Jsou to nízkofrekvenční signály, 60 kHz, takže jsou jen minimálně rušeny atmosférickými jevy.

Z NPL ty hodiny řídíme na základě měření signálů z Anthornu s přesností na nanosekundy. Takhle vypadá nanosekunda, tolik za ni světlo urazí, tedy 30 cm. To zohledňujeme. To zní jednoduše. Oficiální čas hlídají v Londýně… K těm atomovým hodinám mě nepustili, nevím, jestli je mají přímo v centrále, nebo úplně jinde.

Nic mi k tomu neřekli. Ale tady na severu má rádiová stanice své vlastní atomové hodiny, asi 400 km od Londýna, to je 1,4 světelné milisekundy. Vysílač má tedy oproti Londýnu zpoždění zhruba tisícinu sekundy, ale protože v NPL přesně vědí, jaké zpoždění má být, mohou vysílání usměrňovat, i když se zmýlí jen o miliardtinu vteřiny. Oficiálně je přesnost samozřejmě nižší, aby se pojistili proti chybám, ale také proto, že mohu rozdíl nanosekundy způsobit v těchto hodinách, když udělám tohle.

Když vysíláte čas, nejde přímo o to zpoždění, ale o jeho pochopení, abyste to mohli zohlednit v rovnici. Z NPL vysíláme do Británie pomocí rozhlasových vln, v podstatě v celé Británii to zajišťuje maximálně milisekundy odchylky od UTC. Tu službu nabízíme i po optickém vláknu, v souladu s regulacemi finančního sektoru zajišťuje přesnost na mikrosekundy.

Jasně, tomu všemu rozumím, ale přivádí mě to k další otázce. Jak ví NPL, jestli se neodchylují jejich hodiny v Londýně? Ano, mají jich mnoho, kontrolují to a vteřina je ve 21. století přesně definována množstvím vibrací ceziového atomu, ale stejně nemohou být dokonalí. Mají sledovat mezinárodní standard, UTC, co když se tedy oficiální časoměrné informace z NPL odchýlí?

UTC, koordinovaný světový čas, jak napovídá už to jméno, se koordinuje celosvětově, přispívá k němu řada atomových hodin a z toho se generuje světový časový údaj. Tady v NPL disponujeme standardním časem pro Británii, tedy UTC NPL. Máme řadu atomových hodin, ceziové hodiny, vodíkový maser a také ceziovou fontánu.

Ve Francii sídlí úřad měr a vah, který sbírá data z hodin po celém světě a informuje každou laboratoř, o kolik se liší od UTC. A to je nejvyšší autorita, Paříž. Pokud se nepustíme do fyziky, relativity, světelných kuželů… Na to nemám. Důležité je to pro vysokofrekvenční obchodování, ale také pro vědu. Třeba Square Kilometer Array, soustava teleskopů, co se zrovna staví, má hledat slaboučké rádiové vlny z vesmíru.

Na to musí být ty teleskopy po zeměkouli synchronizované úplně přesně, jinak by se ten experiment rozpadl. Ještě jsem měl poslední otázku. Když se z tolika míst posílá přesný údaj o čase, veřejnost si může s dostatečnou přesností zjistit, kolik je hodin, od vesmírných satelitů, proč je tenhle signál pořád důležitý? A tým z NPL mi dal poměrně závažnou odpověď.

Čas je neviditelná služba, stojí na něm digitální infrastruktura, ať jde o synchronizaci přenosové soustavy, nebo telekomunikační síť a finance. Jsme ohromně závislí na GPS a dalších řešeních a musíme čelit problému, že takové signály lze snadno vyrušit. Je to jako s žárovkou na Měsíci. My v NPL se snažíme zajistit, aby byla Británie v budoucnu rezilientní. Stojím u oceánu s domácím spotřebičem.

Nejdivnější je, že se mi to nestalo poprvé. Překlad: jesterka www.videacesky.cz