El NIST-F4 es el nombre del nuevo reloj atómico de fuente de cesio del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos (NIST). Tiene una precisión de 2,2 partes en 10¹⁶, lo que significa que, si hubiera comenzado a funcionar hace 100 millones de años, hoy estaría desviado menos de un segundo.

La tecnología en que se basa es una fuente de cesio: una nube de átomos enfriada con láseres hasta casi el cero absoluto y lanzada verticalmente, que atraviesa dos veces una cavidad por donde pasan microondas.

Esto último puede parecer un poco circular, pero así es como se mide la frecuencia natural de resonancia del cesio (9.192.631.770 ciclos por segundo) que es lo que define el segundo desde 1967. Luego estaba el asunto de ponerlo en hora pero también se hizo.

Este tipo de relojes se utiliza para calibrar el Tiempo Universal Coordinado (UTC), esencial en comunicaciones, transporte, sistemas financieros y centros de datos. No hay más de 20 relojes de este tipo en todo el mundo, en diversos países, pero este es uno de los candidatos a ser nombrado «estándar primario» de frecuencia por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM), que es quien gestiona el tiempo global.

Los componentes de este reloj incluyen todo tipo de elementos electrónicos, ópticos y de microondas, con tolerancias de 5 a 10 micras de precisión. Y además da la hora, aunque más bien lo que hace es calibrar los relojes que dan la hora, como los máseres de hidrógeno. Al fin y al cabo, es algo necesario si se quiere ser uno de los pilares fundamentales de la sincronización global… segundo a segundo.

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Tal y como hemos contado alguna vez por aquí, antes de la fibra óptica y los satélites existió una especie de «Internet» decimonónica hecha de palos y erigida sobre piedras: la red de telégrafos ópticos. El invento se atribuye a Claude Chappe, aunque como en toda novedad tecnológica la autoría es objeto de debate, con Robert Hooke y otras personas por ahí pululando.

Este ingenioso sistema de comunicación visual de la Francia post-revolucionaria permitía enviar mensajes a cientos de kilómetros en pocas horas, un récord absoluto comparado con el correo a caballo (eso sí, con importantes limitaciones que luego veremos). Por comparar, un mensaje podía recorrer en unos 30 minutos los 230 km de la línea original (París–Lille). Era como un WhatsApp perezoso, pero con más gente transportando los mensajes y sin emojis.

Un invento revolucionario

Chappe primero experimentó con sistemas de señales sonoras y paneles en blanco y negro, pero en 1793 logró que el gobierno financiara la construcción de torres con un mástil y dos brazos articulados cuyos ángulos codificaban letras. Pero era lento: si piensas que tu wifi va como una tortuga, prueba a mandar un mensaje con dos palos desde el tejado.

Técnicamente, los dos brazos podían estar en 7 posiciones y codificar junto con otras 2 posiciones del brazo horizontal un total 98 combinaciones (7 × 7 × 2), con 6 de control y 92 que eran letras, números, signos y palabras en código abreviadas. Un diccionario de códigos permitía enviar 8.464 abreviaturas, palabras o frases predefinidas. Usando telescopios, los operadores podían ver las señales de una torre en la lejanía para a continuación retransmitirlas a la siguiente, formando una cadena de repetidores humanos.

En 1794 se inauguró con éxito la primera línea entre París y Lille, permitiendo al gobierno transmitir noticias casi en tiempo real. Solían ser mensajes del ejército, como suele pasar con este tipo de inventos (no es el caso de internet, pese a las leyendas urbanas al respecto).

El sistema se expandió rápidamente: durante las guerras napoleónicas se tendieron líneas de semáforos hacia las fronteras de Francia. Napoleón estaba encantado y encargó que la red siguiera desplegándose; incluso hubo un proyecto un poco descerebrado para que cruzara el Canal de la Mancha. Para comienzos del siglo XIX cientos de estas torres estaban operativas por todo el país, coordinadas desde París. Chappe en persona no llegó a dirigir la red mucho tiempo (falleció en 1805), pero sus hermanos la continuaron operando hasta entrados los años 1830.

Las limitaciones y el primer «hackeo»

Como era de esperarse, aquella primitiva red de telecomunicaciones tenía algunas limitaciones importantes:

• Sólo funcionaba con buen tiempo: de noche o con niebla el sistema era básicamente inútil.
• Su alcance era limitado: las torres cubrían unos 10 km en línea recta, obligando a instalar multitud de estaciones repetidoras intermedias que dependían mucho de la orografía del lugar.
• Era para uso exclusivo oficial: más que «internet» era una especie de «intranet del gobierno»; enviar mensajes privados estaba prohibido, aunque con el tiempo esta norma se relajó.

Hubo quien supo explotar el sistema en su favor, en algo que podría considerarse el primer gran hackeo de las telecomunicaciones. Una pareja de truhanes intercalaba algunos «errores» en los mensajes con ayuda de operadores sobornados. Lo que conseguían era codificar mensajes bursátiles para anticiparse en la recepción de los datos de la bolsa de París.

El ocaso de los semáforos ópticos

La aparición del telégrafo eléctrico de Morse en la década de 1840 supuso el principio del fin para el sistema óptico. La posibilidad de transmitir mensajes a cualquier hora y a la velocidad de la electricidad dejó obsoleto al ingenio de Chappe. En 1852 Francia clausuró oficialmente su red de semáforos, que por aquel entonces sumaba ya 556 estaciones a lo largo de unos 4.800 km.

Aun así, el legado del telégrafo óptico perdura. Todavía sobreviven algunas torres de telégrafo óptico curiosos monumentos históricos (en Francia se conservan una veintena; también hay unas cuantas en España). Nos recuerdan que antes de los cables y el wifi existió una internet del siglo XIX. La visión de Chappe —comunicar al instante con ciudades lejanas— marcó el inicio de la era de las telecomunicaciones modernas.

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Tal día como hoy pero en 1925 el planetario del Deutsches Museum en Munich hacía la primera proyección pública de uno de estos fascinantes aparatos que han servido para acercar un poquito el cielo a millones de personas desde entonces. El proyector era un Zeiss Modelo 1, que había empezado a funcionar en pruebas en 1923. Así que hoy cumplen cien años.

El Zeiss 1 del Deutsches Museum – Deutsches Museum

A lo largo de estos cien años su fabricante –que tampoco es el único aunque seguramente sí el más conocido– llegó a instalar más de 600 en planetarios de todo el mundo. Aunque en los últimos años, con eso de los avances en ordenadores e Internet muchos de ellos han sido sustituidos por modelos digitales conectados a la red capaces de hacer cosas impensables y casi inimaginables con aquel Zeiss 1.

Pero en muchos planetarios, como en el de la Casa de las Ciencias de los Museos Científicos Coruñeses, se ha optado por conservar y mantener en servicio también el proyector mecánico, pues tienen un encanto del que los modernos carecen.

Proyector Zeiss del planetario de la Casa de las Ciencias de los Museos Científicos Coruñeses – Wicho

Hoy en día hay más de 4.000 planetarios en todo el mundo, que siguen provocando esos «ooooh» de asombro que se pudieron oír por primera vez en aquella sesión en el Deutsches Museum. Así que aprovecha para acercarte a uno en cuanto te sea posible. Es toda una experiencia. Y da igual la de veces que hayas podido ir antes.

Cruce de cables 35 (3 de mayo de 2025)

El Día Internacional del Centro de Datos [~17:40] – Estuve contándole a David cómo fue el pasado Día Internacional del Centro de Datos la visita a las instalaciones de uno de los mayores centros de datos de Madrid, en el que confluyen redes de comunicaciones y donde la gestión de la energía y la refrigeración son críticas.

• La palabra clave es redundancia. Es la forma en la que a los ingenieros les gusta explicar que «si algo falla, siempre hay una alternativa –o varias– que funcionan».
• Por ejemplo, si falla el fluido eléctrico –como sucedió el 28 de abril, fecha posterior a la grabación del programa– hay unos grandes generadores en la azotea que podrían suministrar hasta 48h de electricidad.
• Antes de que entren en acción hay que mantener la corriente; por eso hay unas gigantescas baterías (unidades de alimentación ininterrumpidas) que aguantan 5 minutos mientras los generadores arrancan. También hay camiones cisterna y prioridades oficiales para el suministro de combustible.
• Además de todo esto están los Meet-me Rooms, que son los puntos de interconexión de redes («puntos neutros»): las telecos llevan su fibra y cables transatlánticos y en esas habitaciones se enrutan todas las comunicaciones. El resultado es que hay kilómetros y kilómetros de cable, y centenares de operadores y proveedores conectados.

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Cada semana grabamos con David Sierra en el distendido ambiente de Cruce de Cables, el programa de Radio Nacional de España, como colaboradores habituales. Se emite en RNE los sábados de 03:00 a 04:00.

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