Comment se mesure le temps ?

Mais comment mesurer le temps ? Si les premières horloges mécaniques mesuraient déjà le temps, ces mesures sont aujourd'hui incompatibles avec l'exactitude nécessaire à la science contemporaine. Variable essentielle, inscrite au cœur des équations, le temps n'a jamais été aussi abstrait et sa mesure aussi précise avec les horloges atomiques. Essai d'une histoire vraiment générale de la mesure du temps et de son influence sur la formation de la civilisation moderne. Cette vaste enquête mobilise les domaines les plus variés, religion et folklore, mathématiques, mécanique, astronomie, économie et sociologie.

La mesure du temps avec des phénomènes astronomiques repose sur le lien entre l’écoulement du temps et l’évolution linéaire d’un paramètre, en général un angle de rotation. Ce principe est identique à celui du sablier ou de la clepsydre qui associe la mesure d’une durée à la variation – la plus linéaire possible – d’une hauteur de sable ou de liquide visualisant ainsi l’ « écoulement » du temps. La mesure d’une durée avec un système périodique consiste simplement à compter le nombre de périodes contenues dans cette durée. L’oscillateur joue alors le rôle d’une « règle temporelle », par analogie avec la mesure d’une longueur obtenue en comptant les graduations d’une règle. La précision de la mesure d’une durée est d’autant plus grande que le nombre de périodes comptés est grand, c’est-à-dire que la « graduation temporelle » est fine, ou encore que la fréquence de l’oscillateur est importante. Cette règle s’est traduite par une augmentation considérable de la fréquence des oscillateurs, depuis les oscillateurs mécaniques vibrant à quelques hertz jusqu’aux oscillateurs optiques émettant des signaux à plusieurs centaines de terahertz.