Tas pats astrologinis mąstymas paskatino juos pakoreguoti senovės babiloniečių metodą skaičiuoti iki 60 – šešiašialinei sistemai per valandą. Lygiai taip pat, kaip jie padalijo 360 laipsnių apskritimo ar žemės rutulio į 60 dalių arba minučių, kiekvieną minutę jie padalino į 60 sekundžių.

Pirmasis 24 valandų paros padalijimas (lotyniškai žinomas kaip partes minutae primae) suteikė jiems minutės ilgį, ty nuo vienos iki 1440 vidutinės saulės dienos. Antrasis padalijimas (partes minutae secundae) nurodė antrojo skyriaus trukmę ir pavadinimą, kuris buvo nuo vienos iki 86 400 dienos dalių. Šis apibrėžimas galiojo iki 1967 m. (Buvo trumpas efemerido laikas, kuris buvo per sudėtingas metrologams.)

Tačiau jį pažinus kyla problemų. Žemė palaipsniui lėtėja kasdieniame sukimosi greityje; Dienos šiek tiek ilgėja, taigi ir siderinė sekundė. Šie nedideli skirtumai susijungia. Remiantis istorinių užtemimų ir kitų stebėjimų ekstrapoliacija, per pastaruosius 2000 metų Žemė kaip valanda prarado daugiau nei tris valandas.

Todėl standartinis laiko vienetas, pagrįstas astronominiais skaičiavimais, nėra pastovus faktas, kuris metrologams tapo vis labiau neįtikėtinas pirmaisiais XX amžiaus dešimtmečiais, kai jie atrado, koks netaisyklingas buvo Žemės sukimasis. Mokslas reikalauja nuoseklumo, patikimumo ir pakartojamumo. Taip pat ir laikas – septintojo dešimtmečio pabaigoje visuomenė tapo vis labiau priklausoma nuo radijo signalų dažnių, todėl reikėjo labai tikslaus laiko nustatymo.

Metrologai kreipėsi į labiau nuspėjamą atominių dalelių judėjimą. Atomai niekada nesusidėvi ir nesulėtėja. Jų savybės laikui bėgant nesikeičia. Tai tobulos valandos.

Iki XX amžiaus vidurio mokslininkai įtikino cezio-133 atomus aptikti slaptą vidinę erkę. Cezis, sidabriškai auksinis metalas, kuris maždaug kambario temperatūroje virsta skystu, turi sunkių, vangų atomų, o tai reiškia, kad jį gana lengva sekti.

Mokslininkai įdėjo cezio atomus į vakuumą ir paveikė juos mikrobangų energija nematomame elektromagnetinio lauko diapazone. Užduotis buvo išsiaiškinti bangos ilgį arba dažnį, kuris sužadintų kuo daugiau cezio atomų, kad skleistų šviesos spindulį arba fotoną. Fotonai buvo užfiksuoti detektoriumi ir suskaičiuoti.