Questo numero, 9192631770, è stato scelto per rendere la nuova definizione del secondo il più vicino possibile alla vecchia definizione meno precisa del secondo.Ciò significava che, ad eccezione di misurazioni molto precise, gli strumenti calibrati prima della definizione del nuovo secondo non avrebbero dovuto essere ricalibrati.

È una definizione di unità, che è una scelta arbitraria. In passato definivamo un secondo come 1⁄86.400 di un giorno solare e successivamente come "la frazione 1 / 31.556.925.9747 dell'anno tropicale per il 1900 gennaio 0 a 12 ore di effemeride", ma entrambi sono metodi piuttosto scadenti per misurare il tempo perché il movimento della Terra nel sistema solare è soggetto a perturbazioni e cambiamenti nella distribuzione di massa del pianeta (da venti nell'atmosfera e correnti oceaniche e anche grandi terremoti alterano la durata di un giorno, anche se il cambiamento è piccolo rispetto al " rumore "del primo).

Quando abbiamo inventato gli orologi atomici, avevamo modi migliori per definire l'unità di base del tempo. La definizione attualmente accettata è come "9192631770 cicli della radiazione corrispondenti alla transizione tra i due livelli iperfini dello stato fondamentale del cesio 133". Anche questa definizione presenta dei difetti. Ora abbiamo orologi atomici migliori di quelli che si possono costruire con atomi di cesio e quindi ci si può aspettare che la definizione cambierà non appena gli organismi nazionali e internazionali responsabili di queste definizioni decideranno di agire sulla disponibilità di orologi migliori.

In passato definivamo il misuratore anche da una lunghezza d'onda della luce rosso-arancione da una linea ottica di Krypton 86. Ciò rendeva la velocità della luce una quantità misurata. D'altra parte, uno dei nostri fatti fisici meglio testati è che la velocità della luce è una costante, quindi dovremmo trattarla come una nel modo in cui definiamo le nostre unità. Quindi ora definiamo la velocità della luce come una semplice costante numerica e il metro come la distanza che la luce può percorrere in un dato tempo. Le definizioni di metro e secondo sono quindi collegate per il futuro da un fattore costante.

Se potessimo misurare le distanze con una precisione maggiore di quella che possiamo misurare il tempo (non lo facciamo ed è improbabile che le avremo in futuro), allora creeremmo una nuova definizione fisica per un metro e useremmo la costantedefinizione della velocità della luce per derivare un secondo come il tempo impiegato dalla luce per percorrere una certa distanza.

Se la relatività è strettamente valida, i due modi di definire distanza / tempo sono equivalenti e possiamo sempre scegliere la definizione più precisa e riproducibile.

La maggior parte delle unità fisiche deve essere definita in termini di qualcosa di misurabile e una buona definizione di unità fisica è quella in cui la misurazione dell'unità è ripetibile in modo molto preciso.

Sin dalla preistoria, un giorno era un modo molto naturale di misurare il tempo ed era altamente ripetibile, in quanto la procedura di misurazione di un giorno può essere eseguita ovunque sulla Terra con essenzialmente lo stesso risultato. La giornata come unità è stata quindi divisa in due, per (approssimativamente) dall'alba al tramonto contro il tramonto all'alba, e ogni metà della giornata è stata suddivisa in 12 ore. Dividere qualcosa in 12 parti era una scelta naturale all'epoca, a causa dell'uso diffuso di un sistema di numerazione duodecimale (base 12) negli antichi Sumeri e in India dell'epoca. La successiva suddivisione di un'ora in 60 minuti, e poi quella successiva di un minuto in 60 secondi, erano scelte naturali all'epoca, a causa dell'uso in altre culture della numerazione sessagesimale (base 60) sistemi. Quella definizione di secondo come $ \ frac {1} {24 \ times 60 \ times 60} $ di un giorno solare medio era in uso dal momento in cui fu definita dallo studioso persiano al-Biruni 1.016 anni fa, fino al 1967.

Tuttavia, sebbene la misurazione del tempo basata sulla lunghezza di un giorno solare medio fosse ripetibile con la massima precisione di una definizione di unità di tempo come si poteva sperare per secoli, le osservazioni astronomiche dell'Ottocento e del Novecento hanno mostrato che la durata del giorno solare medio non era precisamente costante, ma invece si allungava molto gradualmente, rendendo il giorno solare medio una base meno desiderabile per definire le unità di tempo. Nel 1967, il tempo di transizione tra i due livelli iperfini dello stato fondamentale del cesio 133 era circa le misurazioni del tempo più precisamente ripetibili che erano tecnologicamente possibili, e certamente più precisamente ripetibili rispetto alla misurazione della durata di un giorno solare medio, quindi nel 1967 la definizione di un secondo è stata modificata per essere basata sul cesio 133.

Tuttavia, ridefinire il secondo in modo che sia qualcosa come 10000000000 di quei periodi di cesio, solo perché 10000000000 è un numero "carino" usando la numerazione moderna in base 10, sarebbe un cambiamento enormemente dirompente per tutte quelle persone (tutti) che avevano utilizzato un secondo come era stato definito per i 967 anni precedenti. Per ridurre al minimo tale interruzione, la nuova definizione di secondo è stata realizzata in modo da essere il più vicino possibile alla stessa quantità di tempo dell'antica definizione di secondo.

È utile per eseguire calcoli precisi per definire il secondo come numero intero di quei periodi 133 di cesio, e 9192631770 periodi di cesio 133 rientravano nell'intervallo di quanto tempo era il vecchio secondo, cioè, entro l'errore sperimentale di confrontare queste due durate nel modo più preciso possibile tecnologicamente, quindi una definizione di è stato scelto il secondo come precisamente 9192631770 di quei periodi.

La precedente storia della definizione di secondo è leggermente semplificata; vedere il secondo articolo di Wikipedia per un resoconto più dettagliato.