Nejpřesnější hodiny světa se zpozdí o vteřinu za 58 miliard let
Americký NIST oznámil rekord: hodiny přesné na devatenáct desetinných míst. Fungují díky dvojici atomů, kde jeden tiká a druhý ho chladí a odečítá.
Nejpřesnější hodiny světa stojí v americkém Národním institutu standardů a technologie v Coloradu. Kdyby je někdo spustil při velkém třesku, ještě dnes by se nespletly ani o vteřinu.
A do té jediné vteřiny chyby by jim zbývalo ještě zhruba tři takové vesmíry.
Devatenáct desetinných míst
V červenci 2025 oznámil NIST, že jeho hodiny založené na zachyceném hliníkovém iontu dosáhly systematické nejistoty 5,5 × 10⁻¹⁹.
To číslo si zaslouží rozbalit. Znamená, že relativní chyba hodin je pět a půl desetiny miliardtiny miliardtiny. Přesnost je určená na devatenáct desetinných míst.
Když si z toho spočítáte, jak dlouho by trvalo, než se nasbírá chyba jedné celé vteřiny, vyjde zhruba 58 miliard let. Stáří vesmíru se odhaduje na necelých 14 miliard.
(Poznámka: tenhle převod na roky v oznámení NIST není — plyne z uvedené nejistoty a spočítali jsme ho sami.)
Dva ionty, které si pomáhají
Princip je nečekaně elegantní a stojí na dělbě práce mezi dvěma atomy.
Hliníkový iont je vynikající časoměřič. Jeho přechod mezi energetickými stavy je mimořádně stabilní, takže „tiká" velmi pravidelně. Má ale zásadní nevýhodu: nedá se dobře ovládat ani odečítat laserem.
Hořčíkový iont je přesný opak. Sám o sobě by dobré hodiny nedělal, ale laserem se řídí snadno.
Vědci je proto uvěznili v pasti vedle sebe. Hořčík hliník chladí a zároveň slouží jako displej — podle toho, jak se hořčíkový iont pohne, se pozná, v jakém stavu je hliník.
💡 Zajímavost: Údaj „hodiny se nezpozdí ani o vteřinu za 33 miliard let" je pořád v oběhu, ale patří ke starší verzi téhož zařízení z roku 2019. NIST ho tehdy sám takhle zveřejnil — nová verze je proti ní zhruba 1,7krát přesnější.
Metodě se říká kvantová logická spektroskopie a hodinám kvantové logické hodiny.
Dvacet let ladění
Za rekordem stojí dvacet let nepřetržitého vylepšování téhož zařízení.
Nová verze je o 41 procent přesnější než dosavadní rekord a 2,6krát stabilnější než jakékoli jiné iontové hodiny.
Stabilita je přitom praktičtější vlastnost, než se zdá. Určuje totiž, jak dlouho musíte měřit, než dostanete spolehlivý výsledek. Díky zlepšení klesla doba jednoho měření ze tří týdnů na den a půl.
K čemu je tahle přesnost dobrá
Nabízí se otázka, proč měřit čas přesněji, než kdokoli potřebuje. Odpovědi jsou tři a žádná se netýká toho, abyste nezmeškali vlak.
Předefinování sekundy. Sekunda je dnes odvozená od cesiového atomu. Optické hodiny, jako jsou tyhle, jsou o několik řádů přesnější, a připravuje se proto přechod na novou definici.
Měření tvaru Země. Podle obecné relativity běží čas v silnějším gravitačním poli pomaleji. Hodiny v různých nadmořských výškách tedy tikají mírně jinak — a při téhle přesnosti se z rozdílu dá odečíst výška a rozložení hmoty pod povrchem. Vzniká z toho geodézie měřená časem.
Hledání fyziky za hranicí známého. Pokud by se základní konstanty přírody v čase nepatrně měnily, projevilo by se to právě v chodu takových hodin. Jsou proto nástrojem hledání jevů, které dosavadní fyzika nepopisuje.
Nejde tedy o soutěž v desetinných místech. Přesné hodiny jsou dnes měřicí přístroj, kterým se dá ohledávat gravitace i platnost fyzikálních zákonů — jen místo pravítka se používá čas.
Ověřeno z:
- NIST — Ion Clock Sets New Record for Most Accurate Clock in the World (červenec 2025)
- NIST — NIST's Quantum Logic Clock Returns to Top Performance (2019)
- Phys.org — souhrn k rekordu z roku 2025
- Optics.org — technické detaily měření
