Τεχνολογια - Επιστημη

Ο Δρ. Δημήτρης Ματσάκης φροντίζει «η ώρα να είναι στην ώρα της»

Ο άνθρωπος που διαχειρίζεται την παγκόσμια ώρα είναι Έλληνας. Μιλήσαμε για τον Χρόνο λίγο πριν τη διάλεξή του στο Athens Science Festival. 

4741-35213.jpg
Δημήτρης Μαστρογιαννίτης
ΤΕΥΧΟΣ 608
5’ ΔΙΑΒΑΣΜΑ
347070-720458.jpg

Όταν ανακαλύπτουμε πως το ρολόι μας χάνει δευτερόλεπτα πιστεύουμε πως αυτό φταίει. Το μυαλό μας δεν πηγαίνει ούτε στη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν ούτε στο τι σημαίνει διαστολή του χρόνου ούτε ότι η περιστροφή της Γης επιβραδύνεται. Υπάρχουν όμως επιστήμονες που τα λαμβάνουν όλα αυτά υπόψη και φροντίζουν ώστε «η ώρα να είναι στην ώρα της».  Όπως ο Δρ. Δημήτρης Ματσάκης, που από το 1997 είναι ο επικεφαλής του Τμήματος Παρατήρησης του Χρόνου των Ηνωμένων Πολιτειών Αμερικής (USNO) και είναι γνωστός παγκοσμίως ως «ο πατέρας του χρόνου». Γιατί; Γιατί αυτός διαχειρίζεται την παγκόσμια ώρα, αφού είναι η ώρα που «στέλνεται» στο αμερικάνικο σύστημα GPS και κατόπιν μέσω δορυφόρου στα τηλέφωνά μας, στο ίντερνετ κ.λπ.

Η εκπνοή του 2016 καθυστέρησε ένα δευτερόλεπτο. Ήταν μια διορθωτική κίνηση, από αυτές που κι άλλες φορές στο παρελθόν έχουν συμβεί στο ρολόι της Συντονισμένης Παγκόσμιας Ώρας (UTC) προκειμένου όλα να συνεχίζουν να λειτουργούν στην ώρα τους. Ο υπολογισμός της παγκόσμιας ώρας είναι και ο λόγος που Αμερική και Μεγάλη Βρετανία ερίζουν για το ποιος είναι ο άρχοντας του χρόνου. Η πρώτη πιστεύει πως πρέπει να υπολογίζουμε το χρόνο βάσει της ατομικής ώρας (ΤΑΙ) [η ώρα που δείχνουν μια σειρά από ατομικά ρολόγια. Η λειτουργία τους βασίζεται στη μέτρηση της ταλάντευσης ακτινοβολίας των ατόμων – συνήθως Καισίου-133. Μετρούν δε το χρόνο με τόση ακρίβεια ώστε στα επόμενα 300 εκατομμύρια χρόνια να μη χάσουν ούτε ένα δευτερόλεπτο]. Η Μ. Βρετανία θεωρεί πως πρέπει να αναφερόμαστε στην παραδοσιακή ώρα Γκρίνουιτς (GMT) – από το βασιλικό Aστεροσκοπείο της Μ. Βρετανίας. «Κάθε κυρίαρχο κράτος έχει τη δική του ώρα. Οι ζώνες ώρας της Γης διαχωρίζονται βάσει της Συντονισμένης Παγκόσμιας Ώρας (UTC) που οι περισσότερες χώρες έχουν υιοθετήσει ως την επίσημη ώρα τους. Ωστόσο, η UTC υπολογίζεται μία φορά το μήνα και η μορφή της διαφέρει από την εθνική ώρα κάθε χώρας του προηγούμενου μήνα. Στην πραγματικότητα όμως οι πιο πολλοί άνθρωποι στον κόσμο συντονίζουν την ώρα τους άμεσα ή έμμεσα από το GPS και το GPS συντονίζει την ώρα σύμφωνα με το Τμήμα Παρατήρησης του Χρόνου των ΗΠΑ». Το Τμήμα Παρατήρησης του Χρόνου ανήκει στο Ναυτικό των ΗΠΑ και οι εγκαταστάσεις του θεωρούνται ύψιστης ασφάλειας ώστε να αποφευχθούν τρομοκρατικές ενέργειες και επιθέσεις από χάκερ – φυσικά και στην Ελλάδα έχουμε το αντίστοιχο τμήμα στο Ελληνικό Ινστιτούτο Μετρολογίας. 


Στο USNO είστε υπεύθυνος του Master Clock. Τι είναι αυτό;

Έτσι όπως το ορίζω εγώ, το Master Clock είναι η συλλογή περισσότερων από 100 ατομικών ρολογιών και οι περίπου 25 άνθρωποι που εργάζονται στο USNO και έχουν τη φροντίδα ώστε όλα να λειτουργούν κανονικά. Είναι το ρολόι-βάση και από αυτό ελέγχονται τα ρολόγια GPS. Ένας πιο αυστηρός ορισμός θα ήταν ότι το Μaster Clock είναι μια ηλεκτρονική συσκευή (ένα κουτί) που μετρά τα κύματα μιας συχνότητας 5 MHz και παράγει μια διαφορά δυναμικού στο μέγιστο της κυματομορφής κάθε 5 εκατομμύρια κύματα. Η ανερχόμενη άκρη αυτής της αιχμής είναι η αρχή του νέου δευτερόλεπτου. Το δευτερόλεπτο σε ένα ατομικό ρολόι είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να συμπληρωθούν 9.192.631.770 ταλαντώσεις της ακτινοβολίας που εκλύεται λόγω της ενεργειακής μετάπτωσης του ατόμου του καισίου-133. 

Στη διάρκεια της θητείας σας το Master Clock σταμάτησε 3 φορές. Για ποιους λόγους, τι συνέβη όταν σταμάτησε;

Σε κάθε μία από αυτές τις περιπτώσεις, η διακοπή οφειλόταν σε βλάβη του βασικού ρολογιού μέιζερ/λέιζερ που δημιουργεί τη συχνότητα των 5 Mhz και τη μετασχηματίζει σε διαφορά δυναμικού κυματομορφής. Αντικαταστήσαμε το βασικό ρολόι με ένα άλλο δίπλα του, που ήδη χρησιμοποιούσαμε για να βγάλουμε το μέσο όρο. Αυτό σήμαινε αρκετές ώρες για να επανέλθει το σύστημα και να συγκεντρωθεί το προσωπικό. Έχουν υπάρξει φορές που το πρόβλημα το δημιούργησε η αλλαγή θερμοκρασίας στην αίθουσα. Αλλά ανταπεξήλθαμε αλλάζοντας τη συχνότητα των 5 MHz. 

Ποια είναι η έκφραση που αφορά στο χρόνο και σας ταιριάζει;

Η καρδιά μου μπορεί να είναι πολύ άστατη για να καταλήξω. Στην Τεχνόπολη θα παρουσιάσω τη δική μου μαθηματική εξήγηση του χρόνου, η οποία είναι «Η τιμή μίας συντεταγμένης που σχετίζεται με τον πιο απλό τρόπο με μία σειρά διαδοχικών γεγονότων». Αλλά νομίζω πως το κοινό θα ευχαριστηθεί περισσότερο με τον κάτωθι ορισμό: «Χρόνος είναι ο τρόπος που έχει βρει η φύση για να μη συμβαίνουν όλα ταυτόχρονα». 

Τι άλλο θα μας πείτε στη διάλεξή σας;

Θα ξεκινήσω με την κατά Ισαάκ Νεύτωνα αντίληψη του χρόνου και θα μιλήσω στο κοινό για το πώς αυτή ανατράπηκε από τον Αϊνστάιν. Μετά θα συνεχίσω μιλώντας για νέες ιδέες και παράδοξα, που προκύπτουν από ερωτήσεις ανθρώπων που νομίζουν ότι ξέρουν τι είναι ο χρόνος. Δεν θα υπάρχουν εξισώσεις και θα προσπαθήσω να είναι όλα πολύ κατανοητά. 

Η τροχιά της γης ήταν αρχικά ο τρόπος μέτρησης του χρόνου. Για να αποφευχθούν τα προβλήματα, μεταξύ άλλων, με την επιβράδυνση της Γης οι επιστήμονες στράφηκαν στη βοήθεια της αστρονομίας. Ο Δρ. Ματσάκης, που σπούδασε Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων στο MIT και κατόπιν Αστρονομία στο πλευρό του Τσαρλς Τάουνς (Νόμπελ Φυσικής για την εφεύρεση του λέιζερ), ήταν και πρόεδρος της Επιτροπής Χρόνου της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης. 

Ποιο είναι το αντικείμενο αυτής της Επιτροπής;

Η Επιτροπή Χρόνου έχει πλέον απορροφηθεί από μία μεγαλύτερη κρατική υπηρεσία, αλλά η σχέση χρόνου και αστρονομίας είναι πολύ σημαντική από την αρχή της Ιστορίας. Η τροχιά της γης ήταν αρχικά ο τρόπος μέτρησης του χρόνου, ενώ τώρα χρησιμοποιούμε την ατομική ώρα για να μετρήσουμε τις παραλλαγές της περιστροφής της Γης ως πλανήτη – κι αυτό είναι ένα σημαντικό αντικείμενο σπουδών. Υπάρχει επίσης το πάλσαρ. Το πάλσαρ είναι ένα αστέρι από νετρόνια με μάζα παρόμοια με αυτή του ήλιου, αλλά με μέγεθος μόλις 10 χιλιόμετρα. Στροβιλίζεται πολύ γρήγορα – έως 1.000 φορές το δευτερόλεπτο. Η μέτρηση αυτών των στροβιλισμών είναι ένας τρόπος μέτρησης χρόνου. Οι μικρού βεληνεκούς παραλλαγές στο χρόνο πάλσαρ μας λένε πράγματα για το ίδιο το αστέρι, και οι μεγάλου βεληνεκούς παραλλαγές μπορεί μια μέρα να μας πουν κάτι για τα ρολόγια μας. Τέλος, η αστρονομία μάς δίνει έναν εξαιρετικό τρόπο για να δοκιμάσουμε τις θεωρίες του Αϊνστάιν για τον Χρόνο, που είναι μέρος της Θεωρίας της Σχετικότητας. Πέρσι δημοσίευσα μία μελέτη πάνω στο θέμα χρησιμοποιώντας δεδομένα από τον Ήλιο και το GPS, που επιβεβαιώνουν τη σχετικότητα. 

Η προσωπική σας σχέση με το χρόνο;

Προσπαθώ να οργανώσω τη ζωή μου όσο πιο απλά γίνεται. Δεν φοράω ρολόι, αν και τώρα με τα smart phones η ώρα είναι δωρεάν, κι έχω ανακαλύψει πόσο βολικό είναι να βάζεις ειδοποίηση για να θυμηθείς ένα ραντεβού.

Αναγνωρίζετε ελληνικά στοιχεία στο χαρακτήρα σας;

Όλοι οι παππούδες μου ήρθαν από την Κάρπαθο, αλλά εγώ μεγάλωσα στις Ηνωμένες Πολιτείες. Πολλοί Αμερικανοί με θεωρούν Έλληνα και πολλοί Έλληνες με θεωρούν Αμερικανό. Υποθέτω πως αυτό σημαίνει να είσαι Ελληνοαμερικανός.

Παρακολουθείτε όσα συμβαίνουν στην Ελλάδα; Ποια είναι η γνώμη σας;

Φυσικά και τα παρακολουθώ. Έχω σπίτι στην Κάρπαθο και πολλούς συγγενείς και φίλους εκεί. Αισθάνομαι την αγωνία των Ελλήνων. Αλλά δεν θα ήταν σωστό να πολιτικολογήσω γιατί δεν είμαι γνώστης της κατάστασης και, όσο κι αν το αρνηθώ, το να κάνω κάτι τέτοιο θα σήμαινε για κάποιους ότι εκπροσωπώ με τις απόψεις μου την αμερικανική κυβέρνηση.

Έχετε γράψει ένα διήγημα. Τι αφορά;

Θα σας πω μόνο ότι είναι 12 σελίδες και έχει δεινόσαυρους. Κάποιοι μου είπαν ότι γέλασαν πολύ κι άλλοι το βρήκαν ανόητο. Έχω γράψει κι άλλα, αλλά δεν τα έχω εκδώσει. Όταν γεράσω, ίσως και να αφοσιωθώ σοβαρά στο γράψιμο.  

Τελικά ο χρόνος είναι χρήμα, όπως λέμε στην Ελλάδα;

Θα πρέπει να έρθετε στη διάλεξή μου για να μάθετε πόσο υπεραπλουστευμένος είναι ο ορισμός μου για τον Χρόνο, αλλά θα σας πω ότι οικονομικές υπηρεσίες στις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ευρώπn ζητούν να μάθουν την ώρα σε ένα ακόμη πιο ακριβές επίπεδο από ό,τι μπορεί να την παρέχει το GPS. Αυτό είναι ένα πρόβλημα για τις τράπεζες και τα χρηματιστήρια που δεν έχουν πρόσβαση σε στέγη για τις GPS κεραίες τους. Κίνητρό τους είναι η συμμόρφωση με τους κανονισμούς που αποδεικνύουν ότι δεν κλέβουν τους πελάτες τους. 


Ιnfo: O Δρ. Δημήτρης Ματσάκης θα δώσει διάλεξη με θέμα «Θεωρίες για το χρόνο» στο πλαίσιο του Athens Scince Festival. 1/4, 19.00, Τεχνόπολις. (www.athens-science-festival.gr

ΠΡΟΣΦΑΤΑ