Reloj del Largo Ahora

Quiero construir un reloj que haga tictac una vez al año. La aguja del siglo avanza una vez cada cien años, y el cuco sale en el milenio. Quiero que el cuco salga cada milenio durante los próximos 10000 años. Si me doy prisa, debería terminar el reloj a tiempo para ver salir al cuco por primera vez.

– Danny Hillis, «The Millennium Clock», Wired Scenarios, 1995

Los principios básicos de diseño y los requisitos para el reloj son:

1. Longevidad: El reloj debe ser preciso incluso después de 10.000 años, y no debe contener piezas valiosas (como joyas, metales caros o aleaciones especiales) que puedan ser saqueadas.
2. Mantenibilidad: Las generaciones futuras deben ser capaces de mantener el reloj en funcionamiento, si es necesario, con nada más avanzado que herramientas y materiales de la Edad de Bronce.
3. Transparencia: El reloj debería ser comprensible sin necesidad de pararlo o desmontarlo; ninguna funcionalidad debería ser opaca.
4. Evolucionabilidad: Debe ser posible mejorar el reloj con el tiempo.
5. Escalabilidad: Para garantizar que el gran reloj final funcione correctamente, deben construirse y probarse prototipos más pequeños.
6. Si el reloj recibirá realmente un cuidado y mantenimiento continuado durante tanto tiempo es discutible. Hillis eligió el objetivo de 10.000 años para estar justo dentro de los límites de la plausibilidad. Existen artefactos tecnológicos, como fragmentos de ollas y cestas, de hace 10.000 años, por lo que hay algún precedente de que los artefactos humanos sobrevivan tanto tiempo, aunque muy pocos artefactos humanos han sido atendidos de forma continuada durante más de unos pocos siglos.
   

   Consideraciones sobre la energíaEditar

   Se consideraron muchas opciones para la fuente de energía del reloj, pero la mayoría fueron rechazadas por su incapacidad para cumplir los requisitos. Por ejemplo, la energía nuclear y los sistemas de energía solar violarían los principios de transparencia y longevidad. Al final, Hillis decidió exigir que se le diera cuerda regularmente a un diseño de peso descendente para actualizar la esfera del reloj porque el diseño del reloj ya supone un mantenimiento humano regular.

   Sin embargo, el reloj está diseñado para mantener la hora incluso cuando no se le da cuerda: «Si no hay atención durante largos periodos de tiempo, el reloj utiliza la energía captada por los cambios de temperatura entre el día y la noche en la cima de la montaña para alimentar su aparato de cronometraje.»

   Consideraciones de cronometrajeEditar

   El mecanismo de cronometraje para un reloj de tan larga duración tiene que ser fiable y robusto, además de preciso. Las opciones consideradas pero rechazadas como fuentes de cronometraje para el reloj incluían:

   Relojes autónomosEditar

   La mayoría de estos métodos son inexactos (el reloj perderá lentamente la hora correcta), pero son fiables (es decir, el reloj no dejará de funcionar de repente). Otros métodos son precisos pero opacos (es decir, el reloj es difícil de leer o entender).

   • Péndulo de gravedad (inexacto a largo plazo, y requiere muchos ticks, lo que crea desgaste)
   • Péndulo de torsión (menos ticks, pero menos exacto)
   • volante (más inexacto que el péndulo)
   • flujo de agua (inexacto y húmedo)
   • flujo de material sólido (inexacto)
   • desgaste y corrosión (muy inexacto)
   • bolas rodantes bolas (muy inexacto)
   • difusión (inexacto)
   • diapasón (inexacto)
   • ciclo de la cámara de presión (inexacto)
   • gobernador inercial (inexacto)
   • oscilador atómico (opaco, difícil de mantener)
   • Oscilador de cristal piezoeléctrico (opaco, difícil de mantener)
   • Decrecimiento atómico (opaco, difícil de medir con precisión)

   Eventos externos que el reloj podría seguir o ajustarse porEditar

   Muchos de estos métodos son precisos (algunos ciclos externos son muy uniformes a lo largo de enormes tramos de tiempo) pero poco fiables (el reloj podría dejar de funcionar por completo si no siguiera correctamente el evento externo). Otros tienen dificultades distintas.

   • Ciclo de temperatura diario (poco fiable)
   • Ciclo de temperatura estacional (impreciso)
   • Fuerzas de marea (difícil de medir)
   • Marco de inercia giratorio de la Tierra. (difícil de medir con precisión)
   • alineación estelar (poco fiable debido al clima)
   • alineación solar (poco fiable debido al clima)
   • movimiento tectónico (difícil de predecir y medir)
   • dinámica orbital (difícil de escalar)
   • vandalismo (difícil de predecir)
   • desorden civil (difícil de predecir)
   • guerra civil (difícil de predecir)
   • guerra nuclear (difícil de predecir)
   • evento de impacto (difícil de predecir)

   Hillis concluyó que ninguna fuente única de cronometraje podía cumplir los requisitos. Como solución de compromiso, el reloj utilizará un temporizador preciso pero poco fiable para ajustar un temporizador inexacto pero fiable, creando un bucle de bloqueo de fase.

   En el diseño actual, un oscilador mecánico lento, basado en un péndulo de torsión, mantiene la hora de forma inexacta, pero fiable. Al mediodía, la luz del Sol, un cronómetro preciso pero (debido al clima) poco fiable, se concentra en un segmento de metal a través de una lente. El metal se abrocha y la fuerza de abrojo pone a cero el reloj a mediodía. La combinación puede, en principio, proporcionar tanto fiabilidad como precisión a largo plazo.

   Mostrar la hora y la fechaEditar

   Muchas de las unidades habituales que se muestran en los relojes, como las horas y las fechas del calendario, pueden tener poco significado después de 10.000 años. Sin embargo, todas las culturas humanas cuentan días, meses (de alguna forma) y años, todos ellos basados en ciclos lunares y solares. También hay ciclos naturales más largos, como la precesión de 25.765 años del eje de la Tierra. Por otra parte, el reloj es un producto de nuestro tiempo, y parece apropiado rendir homenaje a nuestros actuales sistemas arbitrarios de medición del tiempo. Al final, nos pareció mejor mostrar tanto los ciclos naturales como algunos de los ciclos culturales actuales.

   El centro del reloj mostrará un campo de estrellas, indicando tanto el día sideral como la precesión del zodiaco. Alrededor de éste habrá una pantalla que mostrará las posiciones del Sol y la Luna en el cielo, así como la fase y el ángulo de la Luna. En el exterior estará la esfera efímera, que mostrará el año según nuestro actual sistema de calendario gregoriano. Será una pantalla de cinco dígitos, que indicará el año actual en un formato como «02000» en lugar del más habitual «2000» (para evitar un problema de Y10K). Hillis y Brand planean, si pueden, añadir un mecanismo por el que la fuente de alimentación genere sólo la energía suficiente para llevar la cuenta del tiempo; si los visitantes quieren que se muestre la hora, tendrían que suministrar manualmente algo de energía ellos mismos.

   Cálculo de la horaEditar

   Las opciones consideradas para la parte del reloj que convierte la fuente de tiempo (por ejemplo, un péndulo) en unidades de visualización (por ejemplo, las agujas del reloj) incluyen la electrónica, la hidráulica, la fluídica y la mecánica.

   Un problema con el uso de un tren de engranajes convencional (que ha sido el mecanismo estándar durante el último milenio) es que los engranajes requieren necesariamente una relación de proporción entre la fuente de tiempo y la visualización. La precisión requerida de la relación aumenta con la cantidad de tiempo que debe medirse. (Por ejemplo, para un periodo corto de tiempo puede bastar con el recuento de 29,5 días por mes lunar, pero a lo largo de 10.000 años el número 29,5305882 es una opción mucho más precisa.)

   Lograr esas relaciones precisas con engranajes es posible, pero incómodo; asimismo, los engranajes degradan con el tiempo su precisión y eficiencia debido a los efectos nocivos de la fricción. En su lugar, el reloj utiliza la lógica digital binaria, implementada mecánicamente en una secuencia de sumadores binarios apilados (o como su inventor, Hillis, los llama sumadores de bits en serie). En efecto, la lógica de conversión es un simple ordenador digital (más concretamente, un analizador diferencial digital), implementado con ruedas y palancas mecánicas en lugar de la típica electrónica. El ordenador tiene 32 bits de precisión, y cada bit está representado por una palanca o clavija mecánica que puede estar en una de dos posiciones. Esta lógica binaria sólo puede llevar la cuenta del tiempo transcurrido, como un cronómetro; para convertir de la hora transcurrida a la hora solar local (es decir, la hora del día), una leva resta (o suma) al deslizador de la leva, que los sumadores mueven.

   Otra ventaja del ordenador digital sobre el tren de engranajes es que es más evolucionable. Por ejemplo, la relación entre el día y los años depende de la rotación de la Tierra, que se está ralentizando a un ritmo notable pero no muy predecible. Esto podría ser suficiente para, por ejemplo, desviar la fase de la Luna en unos pocos días a lo largo de 10.000 años. El esquema digital permite ajustar esa relación de conversión, sin detener el reloj, si la duración del día cambia de forma inesperada.

   LugarEditar

   La Fundación Long Now ha comprado la cima del monte Washington, cerca de Ely (Nevada), que está rodeado por el Parque Nacional de Great Basin, para el almacenamiento permanente del reloj de tamaño completo, una vez que esté construido. Se alojará en una serie de salas (los mecanismos más lentos se verán primero) en los acantilados de piedra caliza blanca, a unos 3.000 metros de altura de la cordillera Snake. La sequedad del lugar, su lejanía y la falta de valor económico deberían proteger el reloj de la corrosión, el vandalismo y el desarrollo. Hillis eligió esta zona de Nevada, en parte, porque alberga varios pinos bristlecone enanos, que, según la Fundación, tienen casi 5.000 años de antigüedad. El reloj será casi enteramente subterráneo, y sólo se podrá acceder a él a pie desde el este una vez terminado.

   Antes de construir el reloj público en Nevada, la fundación está construyendo un reloj a escala real de diseño similar en una montaña cerca de Van Horn, Texas. La perforación de prueba para la construcción subterránea en este sitio se inició en 2009. El emplazamiento se encuentra en una propiedad del fundador de Amazon.com, Jeff Bezos, que también financia su construcción. Las lecciones aprendidas en la construcción de este primer reloj de 10.000 años a escala real servirán para el diseño final del reloj de Nevada.