El tiempo medio (MGT) depende de la Tierra y su movimiento; tal movimiento aunque estable, no es rigurosamente uniforme. Así, el segundo medio necesita de la existencia terrestre y no es un lapso de tiempo constante. Nuestra sociedad a alcanzado un nivel (navegación, transporte ferroviario, aviación, telecomunicaciones, satélites, GPS, etc.) que requiere de una tecnología la cual precisa de un cómputo de tiempo referido a lapsos rigurosamente constantes e independientes de la existencia terrestre.
Definamos entonces el intervalo de tiempo de forma que elimine los problemas aludidos: Sea la fracción de tiempo correspondiente a 1/31556925,9747 del año trópico en 1900. Tal fracción es llamada segundo de efemérides.
Podemos construir un aparato que cuente segundos con un error de un segundo cada 30.000 años. Llamamos a ese aparato reloj atómico y con él definimos un nuevo intervalo de tiempo: Sea el intervalo de tiempo correspondiente a la duración de 9192631770 periodos de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio-133 en campo magnético cero. A tal intervalo lo llamaremos segundo atómico. El número ciclos se ha escogido de tal manera que el segundo atómico es lo más similar posible al de efemérides.
Cada satélite GPS lleva cuatro relojes atómicos.
Unos 150 relojes atómicos situados en observatorios de 30 países y coordinados por el Bureau International de l’Heure en París son los encargados de dotarnos del llamado tiempo atómico internacional TAI, basado en el segundo atómico.
El segundo atómico no es igual que el segundo medio, eso implica que con el transcurrir de los años la diferencia entre el MGT y el TAI va aumentando; cuando esta diferencia supera 0.7 segundos entonces al TAI se le añade o se le resta, según convenga (hasta ahora siempre se ha añadido), un segundo de diferencia el último minuto del último día de diciembre o junio. El TAI así modificado es el denominado Tiempo Universal Coordinado, UTC (en términos militares Hora Zulú).
Los relojes atómicos integrados en el grupo del TAI que se encuentran en España (Cádiz) están al cuidado del Real Instituto y Observatorio de la Armada en San Fernando, se encarga del mantenimiento de la unidad básica de tiempo, declarado a efectos legales como patrón nacional de dicha unidad, así como de la difusión oficial de la escala Tiempo Universal Coordinado, UTC, considerada la base de la hora legal en todo el territorio nacional (Real Decreto 1308/1992 de 23 octubre).
¿Qué es el tiempo?