El problema con un reloj mecánico no es que sea "inexacto" en comparación con otro reloj. El problema es que no mide el tiempo a la misma velocidad: una definición mecánica de un segundo se desvía mucho con la temperatura y el envejecimiento de los componentes, sin importar cómo lo implementes, y también cambia con la aceleración gravitacional y con el campo magnético de la Tierra, a menos que hagas todo el reloj mecánico de aislantes. Una vez que llegas a medidas precisas del tiempo, incluso los efectos de segundo o tercer orden se vuelven significativos.
Tanto la fuerza del campo magnético de la Tierra como la aceleración gravitacional localmente se desvían a tasas que ahora podemos medir bastante bien, y podemos hacerlo porque podemos medir el tiempo sin un reloj afectado por tales efectos.
Ahora te preguntas: ¿pero por qué nos importa, si simplemente transmitimos este segundo cambiante?
Ejem. F = m*a. Si la definición del segundo se desvía, también lo haría la definición de un kilogramo, para obtener resultados precisos de cosas básicas como la tercera ley de Newton. La tercera ley se usa indirectamente en todo tipo de medidas, por lo que un estándar de segundo a la deriva sería una mala noticia. Y eso es solo un ejemplo elemental. Todas las constantes físicas básicas están interrelacionadas con la definición de un segundo...
Y la solución que encontramos fue encontrar sistemas mecánicos más estables. Sucede que cuanto más estable sea la velocidad de un reloj, más reproducible se vuelve el diseño, también.
Y los relojes atómicos son... relojes mecánicos. Cuántico mecánicos, pero aún así. Es comparativamente simple replicarlos en cualquier lugar donde estés, solo con su descripción, ya que su definición está ligada a... espera un momento... la definición de números naturales y conteo. Mientras puedas estar de acuerdo con alguien sobre cómo contar el contenido de los núcleos atómicos, puedes ponerte de acuerdo sobre qué elementos usar para el reloj atómico. Del mismo modo, puedes contar los orbitales y centrarte en las transiciones de estados utilizadas como base de tiempo en el reloj atómico. Esto se adentra más en el Contacto (el libro/película) y la forma en que presentó los conceptos de comunicar ciencia básica a través de divisiones civilizacionales. Tienes que empezar por algún lado, y los números naturales funcionan bastante bien para ese propósito.
Otra cosa importante es que el tiempo es la cantidad (de cierta manera) que podemos medir con mayor precisión. Por lo tanto, ayuda si podemos vincular, a nivel fundamental, las definiciones de otras constantes y cantidades físicas a la definición de un segundo. Por ejemplo, el efecto Josephson vincula el tiempo (frecuencia) al voltaje, y de repente pudimos mejorar la precisión de nuestro estándar de Voltio en un orden de magnitud en comparación con estándares anteriores de naturaleza electroquímica o termoeléctrica. Esto vuelve a Newton, ya que podemos relacionar las mediciones de fuerza con la fuerza electromagnética cuando fluye cierta corriente a través de conductores, y podemos definir la corriente en términos del paso del tiempo y los números naturales (¡contando los electrones!).
Entonces, en la práctica resulta que tener un estándar de tiempo altamente localmente reproducible puede utilizarse para propagar, o difundir, otros estándares físicos, ya que no necesitan estar basados en ninguna transmisión más allá del conocimiento compartido estático y las definiciones. Eso es importante, por ejemplo, cuánto pagas por electricidad está ligado a las definiciones de Voltio y Amperio, y si quieres comparar significativamente los precios de la electricidad entre dos países, es mejor que acuerden en cómo se relaciona un Voltio y un Amperio con otras constantes físicas. Y dicho acuerdo es mejor cuando cualquiera puede derivar localmente los estándares necesarios sin pedir nada a nadie más que información.
En resumen, relacionar otras constantes físicas con una definición de segundo que esté cuantitativamente vinculada a los números naturales y los procesos físicos fundamentales permite que cualquiera y todos sinteticen sus propios estándares de unidades físicas y constantes de manera independiente, sin ninguna transmisión dinámica o intercambio de artefactos.
