Relógio do Longo Agora

Quero construir um relógio que faça tic-tac uma vez por ano. O ponteiro do século avança uma vez em cada cem anos, e o cuco sai no milénio. Quero que o cuco apareça a cada milénio durante os próximos 10.000 anos. Se me despachar, devo terminar o relógio a tempo de ver o cuco sair pela primeira vez.

– Danny Hillis, “The Millennium Clock”, Wired Scenarios, 1995

Os princípios e requisitos básicos do desenho do relógio são:

Longevidade: O relógio deve ser preciso mesmo após 10.000 anos, e não deve conter peças valiosas (tais como jóias, metais caros, ou ligas especiais) que possam ser pilhadas.
Manutenção: As gerações futuras devem ser capazes de manter o relógio a funcionar, se necessário, com nada mais avançado do que ferramentas e materiais da Idade do Bronze.
Transparência: O relógio deve ser compreensível sem o parar ou desmontar; nenhuma funcionalidade deve ser opaca.
Evolução: Deve ser possível melhorar o relógio ao longo do tempo.
Escalabilidade: Para garantir que o relógio grande final funcione correctamente, devem ser construídos e testados protótipos mais pequenos.

Se o relógio receberá de facto cuidados e manutenção continuados durante tanto tempo é discutível. Hillis escolheu o objectivo de 10.000 anos para estar apenas dentro dos limites da plausibilidade. Existem artefactos tecnológicos, tais como fragmentos de vasos e cestos, de 10.000 anos no passado, pelo que existe algum precedente para os artefactos humanos sobreviverem tanto tempo, embora muito poucos artefactos humanos tenham sido continuamente tratados durante mais de alguns séculos.

Considerações sobre a energiaEditar

Muitas opções foram consideradas para a fonte de energia do relógio, mas a maioria foi rejeitada devido à sua incapacidade de satisfazer os requisitos. Por exemplo, a energia nuclear e os sistemas de energia solar violariam os princípios de transparência e longevidade. No final, Hillis decidiu exigir um enrolamento humano regular de um desenho de peso em queda para actualizar o mostrador do relógio porque o desenho do relógio já assume a manutenção humana regular.

No entanto, o relógio foi concebido para manter o tempo mesmo quando não está a ser enrolado: “Se não houver atenção durante longos períodos de tempo, o Relógio utiliza a energia captada pelas mudanças de temperatura entre o dia e a noite no cimo da montanha acima para alimentar o seu aparelho de cronometragem”

Considerações de cronometragemEditar

O mecanismo de cronometragem para um relógio tão duradouro precisa de ser fiável e robusto, bem como preciso. As opções consideradas mas rejeitadas como fontes de cronometragem para o relógio incluídas:

Relógios autónomosEdit

A maioria destes métodos são imprecisos (o relógio perderá lentamente a hora correcta), mas são fiáveis (ou seja, o relógio não deixará de funcionar de repente). Outros métodos são precisos mas opacos (o que significa que o relógio é difícil de ler ou compreender).

pêndulo de gravidade (impreciso a longo prazo, e requer muitas carraças, o que cria desgaste)
pêndulo de torção (menos carraças, mas menos preciso)
roda de equilíbrio (mais impreciso do que o pêndulo)
fluxo de água (impreciso e húmido)
fluxo de material sólido (impreciso)
desgaste e corrosão (muito impreciso)
rolagem bolas (muito imprecisas)
difusão (imprecisa)
diapasão (impreciso)
ciclo da câmara de pressão (impreciso)
governador inercial (impreciso)
oscilador atómico (opaco, difícil de manter)
oscilador de cristal piezoeléctrico (opaco, difícil de manter)
decadência atómica (opaco, opaco, difícil de medir com precisão)

Eventos externos que o relógio poderia seguir ou ser ajustado porEdit

Muitos destes métodos são precisos (alguns ciclos externos são muito uniformes em grandes extensões de tempo) mas não fiáveis (o relógio poderia deixar de funcionar completamente se não conseguisse seguir correctamente o evento externo). Outros têm dificuldades distintas.

ciclo de temperatura diária (não fiável)
ciclo de temperatura sazonal (impreciso)
forças das marés (difíceis de medir)
quadro de inércia rotativo da Terra (difícil de medir com precisão)
alinhamento estelar (não fiável devido ao tempo)
alinhamento solar (não fiável devido ao tempo)
movimento tectónico (difícil de prever e medir)
dinâmica orbital (difícil de prever)
vandalismo (difícil de prever)
desordem civil (difícil de prever)
guerra civil (difícil de prever)

guerra civil (difícil de prever) guerra civil para prever)

guerra nuclear (difícil de prever)
evento de impacto (difícil de prever)

Hillis concluiu que nenhuma fonte única de tempo poderia satisfazer os requisitos. Como compromisso, o relógio utilizará um temporizador preciso mas não fiável para ajustar um temporizador impreciso mas fiável, criando um loop de fase bloqueado.

Na concepção actual, um oscilador mecânico lento, baseado num pêndulo de torção, mantém o tempo impreciso, mas fiável. Ao meio-dia, a luz do Sol, um temporizador que é preciso mas (devido ao tempo) não fiável, concentra-se num segmento de metal através de uma lente. As fivelas de metal e a força de encurvadura repõe o relógio ao meio-dia. A combinação pode, em princípio, proporcionar fiabilidade e precisão a longo prazo.

Exibição da hora e dataEditar

Muitas das unidades habituais exibidas nos relógios, tais como horas e datas de calendário, podem ter pouco significado após 10.000 anos. Contudo, cada cultura humana conta dias, meses (de alguma forma), e anos, todos baseados em ciclos lunares e solares. Existem também ciclos naturais mais longos, tais como a precessão de 25.765 anos do eixo da Terra. Por outro lado, o relógio é um produto do nosso tempo, e parece apropriado prestar homenagem aos nossos actuais sistemas arbitrários de medição do tempo. No final, pareceu melhor exibir tanto os ciclos naturais como alguns dos ciclos culturais actuais.

O centro do relógio mostrará um campo estrelado, indicando tanto o dia sideral como a precessão do zodíaco. Em torno disto haverá uma exposição mostrando as posições do Sol e da Lua no céu, bem como a fase e o ângulo da Lua. Fora deste será o mostrador efémero, mostrando o ano de acordo com o nosso actual sistema de calendário gregoriano. Este será um mostrador de cinco dígitos, indicando o ano corrente num formato como “02000” em vez do mais habitual “2000” (para evitar um problema Y10K). Hillis e Brand planeiam, se puderem, acrescentar um mecanismo através do qual a fonte de energia gera apenas energia suficiente para acompanhar o tempo; se os visitantes quiserem ver o tempo exposto, teriam de ser eles próprios a fornecer manualmente alguma energia.

Cálculos de tempoEditar

Opções consideradas para a parte do relógio que converte a fonte de tempo (por exemplo, um pêndulo) em unidades de visualização (por exemplo, ponteiros do relógio) incluem electrónica, hidráulica, fluídica, e mecânica.

Um problema com a utilização de um trem de engrenagem convencional (que tem sido o mecanismo padrão no último milénio) é que as engrenagens requerem necessariamente uma relação de relação entre a fonte de tempo e a visualização. A precisão necessária da relação aumenta com a quantidade de tempo a ser medida. (Por exemplo, durante um curto período de tempo a contagem de 29,5 dias por mês lunar pode ser suficiente, mas ao longo de 10.000 anos o número 29,5305882 é uma escolha muito mais exacta.)

Aquecer relações tão precisas com as engrenagens é possível, mas estranho; do mesmo modo, as engrenagens degradam-se ao longo do tempo em termos de precisão e eficiência devido aos efeitos deletérios do atrito. Em vez disso, o relógio utiliza lógica digital binária, implementada mecanicamente numa sequência de vectores binários empilhados (ou como o seu inventor, Hillis, os chama, bit-adders em série). Com efeito, a lógica de conversão é um simples computador digital (mais especificamente, um analisador diferencial digital), implementado com rodas e alavancas mecânicas em vez da electrónica típica. O computador tem 32 bits de precisão, com cada bit representado por uma alavanca ou pino mecânico que pode estar numa de duas posições. Esta lógica binária só pode manter um registo do tempo decorrido, como um cronómetro; para converter de tempo decorrido para tempo solar local (ou seja, hora do dia), uma came subtrai (ou adiciona) o cursor da came, que as víboras movem.

Uma outra vantagem do computador digital sobre o trem de engrenagem é que é mais evolutivo. Por exemplo, a relação entre o dia e os anos depende da rotação da Terra, que está a abrandar a uma velocidade notável mas não muito previsível. Isto poderia ser suficiente para, por exemplo, lançar a fase da Lua por alguns dias ao longo de 10.000 anos. O esquema digital permite que essa taxa de conversão seja ajustada, sem parar o relógio, se a duração do dia mudar de forma inesperada.

LocationEdit

A Fundação Long Now adquiriu o topo do Monte Washington perto de Ely, Nevada, que está rodeado pelo Parque Nacional da Grande Bacia, para o armazenamento permanente do relógio de tamanho normal, uma vez construído. Será alojado numa série de salas (os mecanismos mais lentos visíveis primeiro) nos penhascos de calcário branco, a cerca de 3.000 m (10.000 pés) acima da Serra da Serpente. A secura, afastamento e falta de valor económico do local deverão proteger o relógio da corrosão, vandalismo e desenvolvimento. Hillis escolheu esta área do Nevada em parte porque é o lar de vários pinheiros de cerdas anãs, que a Fundação observa terem quase 5.000 anos de idade. O relógio será quase inteiramente subterrâneo, e só será acedido pelo tráfego pedestre a partir do leste uma vez concluído.

Antes de construir o relógio público no Nevada, a fundação está a construir um relógio à escala real de desenho semelhante numa montanha perto de Van Horn, Texas. A perfuração de ensaio para a construção subterrânea neste local foi iniciada em 2009. O local encontra-se em propriedade do fundador da Amazon.com Jeff Bezos, que também financia a sua construção. As lições aprendidas na construção deste primeiro relógio de 10.000 anos à escala real informarão o desenho final do relógio em Nevada.