ĐỒNG HỒ NGÀY CÀNG CHÍNH XÁC
Những quy tắc kiểm tra đầu tiên ở Grinuych của Phlamxtit đã cho kết quả sự biến thiên sai số một ngày đêm của đồng hồ là +3 giây! Sau đó suốt 300 năm nữa, các nhà thiên văn đã sử dụng đồng hồ cơ khí có con lắc với mức độ chính xác ngày càng cao. Để đạt độ chính xác và ổn định cao hơn người ta đã đem đồng hồ xuống tầng hầm đài thiên văn để tránh dao động nhiệt độ, đã cho vào mũ chụp áp lực để loại trừ sự thay đổi khí áp, đã sáng chế ra những con lắc tinh vi hầu như không thay đổi chiều dài và hệ treo hầu như không có ma sát. Đồng hồ, cũng giống như máy bay hiện đại, đều kiêu hãnh mang tên (mác) các nhà sản xuất: Đentơ, Riphlơ, Lơ Roa (Le Roy). Các nhà chế tạo cải tiến con lắc và hệ treo, đã loại bỏ nhiều chi tiết mà C. Huyghen đã nghĩ ra (chính Huyghen năm 1657 đã phát minh ra đồng hồ quả lắc với cơ cấu cò nhả): con chim cu, các quả nặng nối với dây xích, tất cả các bánh răng con - kể cả bánh răng cò chính, thậm chí cả mặt đồng hồ cùng với các kim - để cuối cùng chỉ còn mỗi con lắc trong cái chụp nam châm điện, pin và dây dẫn. Dây dẫn nối với mặt đồng hồ để ở buồng trên đài thiên văn. Cái phần "còn sót lại" của đồng hồ ấy xuất hiện năm 1925, được gọi là đồng hồ Sót (Short) và có sai số dao động trong khoảng +0,002s trong một ngày đêm (thường viết là 2.10-3 s). Loại con lắc cải tiến cuối cùng là đồng hồ Phetchencô, làm ra năm 1954 với độ chính xác đến 3.10-4 s.
Nhưng dù sao đồng hồ Phetchencô ra đời quá muộn. Từ năm 1939, người ta đã loại bỏ chi tiết chính của đồng hồ là con lắc cơ khí và ở các đài thiên văn đã sử dụng đồng hồ thạch anh (quartz). Tấm thạch anh cắt từ một tinh thể nguyên đã thay vai trò của con lắc điều chỉnh nhịp chạy của đồng hồ. Nếu như cho một dòng điện chạy qua tấm thạch anh, nó sẽ dao động với một tần số nhất định. Các đồng hồ thạch anh tốt có sai số biến thiên trong khoảng 10-4 – 10-6 một ngày đêm. Đồng hồ thạch anh cho phép nâng mức độ chính xác của các phép đo thiên văn lên 100 lần. Chúng có một nhược điểm: chúng lão hóa theo thời gian, làm nhịp chạy đồng hồ chậm lại khoảng 10-6 s một ngày đêm.
Sơ đồ đồng hồ thạch anh
Đồng hồ thạch anh đã thống trị thiên văn 20 năm. Đến những năm 1960 người ta bắt đầu thay thế nó bằng đồng hồ nguyên tử. Ở đây các nguyên tử xêsi đóng vai trò con lắc: chúng phát ra các lượng tử năng lượng tương ứng với một tần số dao động nhất định. Độ sai lệch của đồng hồ nguyên tử cỡ 10-10 – 10-11 s trong một ngầy đêm. Nhưng chúng cũng có nhược điểm là không thể chạy liên tục. Làm việc cùng cặp với đồng hồ thạch anh, đồng hồ nguyên tử giống như cái âm thoa: máy phát xêsi chốc chốc lại phát tín hiệu điều hưởng cho đồng hồ thạch anh còn bộ phận cộng hưởng thạch anh duy trì thời gian đã được hiệu chỉnh chính xác đó cho tới lần điều hưởng sau. Người ta đã nghĩ ra và thử đồng hồ điều hưởng với các nguyên tử con lắc khác: hyđrô, rubiđi, nhưng đồng hồ nguyên tử xêsi vẫn là chủ yếu.
Tìm hiểu cơ cấu đồng hồ nguyên tử khó hơn so với việc hiểu cơ cấu bánh răng cổ điển. Các đồng hồ hiện đại siêu chính xác là những thiết bị điện tử phức tạp.
