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Medición del tiempo




Enviado por Arturo Gustavo Tajani



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    2 Generalidades • El diccionario “Larousse 2006”
    define al Tiempo como: Dimensión que representa la
    sucesión continuada de momentos. • Mientras que el
    “Salvat -1992” dice: Magnitud variable que interviene
    en la descripción de los cambios, medidos en el mundo de
    la experiencia física. • Pero independientemente de
    las diferentes definiciones, en esta presentación veremos
    las distintas formas de medir el tiempo, no en cuanto a los
    instrumentos utilizados, sino respecto de los conceptos
    astronómicos y físicos empleados desde la
    antigüedad hasta nuestros días. • Se pretende
    dar conceptos claros sobre algunas ideas familiares como:
    Día ; Año y Calendario y otras ideas, no tan
    familiares, como : Tiempo Universal, Tiempo Atómico, etc.
    Medición del Tiempo

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    3 Generalidades Apelando a los conocimientos básicos,
    recordemos conceptos tales como: coordenadas, meridianos,
    paralelos, ecuador, eje de la tierra, polos, astros fijos y
    errantes, esfera celeste, vertical de un lugar, eclíptica,
    etc. “claridad”. Medición del Tiempo Algunas
    “omisiones” se cometen para ganar en

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    4 •La Tierra efectúa dos movimientos principales que
    constituyen la base del sistema copernicano: 1. Movimiento de
    rotación alrededor de su eje. 2. Movimiento de
    traslación alrededor del Sol. Medición del
    Tiempo

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    5 Medición del Tiempo

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    6 Haga Click sobre lo que desea ver: • Día. •
    Año. • Calendario. • Conversión de
    unidades. • Medición del tiempo. • Husos
    horarios internacionales. • Tiempo Universal. • Tiempo
    Atómico. • Tiempo Universal Coordinado (UTC). •
    Tiempo en Internet. • Motivos para. . . . Esc. Para salir
    Medición del Tiempo

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    • • • 7 Día: • El primero es un
    movimiento diario de La Tierra en sentido directo (de Oeste a
    Este) y que por supuesto permite hablar de un movimiento aparente
    de la esfera celeste en sentido retrógrado (de Este a
    Oeste), del cual participan en conjunto todos los astros fijos
    (estrellas) y astros errantes (Sol, Luna, planetas, asteroides,
    satélites y cometas ). • En su movimiento aparente,
    el Sol se levanta diariamente en un punto situado al Este (punto
    de salida). La altura sobre el horizonte va aumentando hasta su
    valor máximo o culminación. Luego la altura
    disminuye y finalmente se oculta en otro punto ubicado al Oeste
    (punto de puesta). La culminación coincide con el
    meridiano del lugar. Medición del Tiempo

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    • 8 El momento de la culminación del Sol se denomina
    “mediodía del lugar”. “Día Solar
    Verdadero” • Es el tiempo que transcurre entre dos
    pasajes consecutivos del centro del sol por el meridiano del
    lugar (ó culminaciones). Medición del Tiempo

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    9 • El día Solar tiene pequeñas variaciones,
    debidas a la inclinación del plano de la eclíptica
    respecto del ecuador y también porque la órbita de
    La Tierra no es circular sino elíptica (de acuerdo con las
    Leyes de Kepler). • Se calculó entonces el promedio
    de la duración de los días solares verdaderos a lo
    largo de un año y se obtuvo así el:
    “Día Solar Medio” Medición del
    Tiempo

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    • Al Día Solar Medio se le asignó una
    duración de 24 h 00 m 00 s y sobre él se basaron,
    en la práctica cotidiana, todas las medidas de tiempo
    incluyendo por supuesto, la indicación de nuestros
    relojes. Recordemos aquí las familiares divisiones en
    horas, minutos y segundos ( 24 horas = 24 x 60 x 60 = 86 400
    segundos). • La división del día solar en 24
    horas, cada una de ellas en 60 minutos y cada minuto en 60
    segundos, tiene solo una raíz histórica
    (posiblemente Babilónica). No hay en esas divisiones
    sexagesimales ninguna razón astronómica y aunque
    arbitrarias, han llegado hasta nuestros días y su empleo
    es prácticamente universal. • Resulta claro que en la
    antigüedad, las mediciones de los intervalos de tiempo
    fueron solo aproximadas, debido a que se emplearon instrumentos
    tales como los relojes de arena, de agua, de sol, etc. que,
    aunque ingeniosos, eran rudimentarios, carentes de
    precisión y exactitud (volveremos sobre esto).
    Medición del Tiempo 10

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    •En particular el día solar ó día
    sinódico señalado, no mide el verdadero valor del
    período de rotación terrestre, ya que en este caso
    se considera como referencia al Sol, un astro errante, que tiene
    su propio movimiento aparente y no a una estrella considerada
    fija. • En efecto, la Tierra gira sobre si misma y a la vez
    también se traslada a lo largo de su órbita
    alrededor del Sol. De esta manera al completar una vuelta, el Sol
    no se encuentra ya en su posición original respecto de las
    estrellas consideradas “fijas”. • Si se mide el
    tiempo que transcurre, entre dos pasajes consecutivos de una
    estrella, por el meridiano del lugar, se obtiene lo que se
    denomina: Día Sideral ó Día Sidéreo Y
    su valor medido en horas, minutos y segundos es de: 23 h 56 m 04
    s Medición del Tiempo 11

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    • Para mayor claridad, si suponemos que el Sol y una
    estrella de referencia, culminan al mismo tiempo en el meridiano
    del lugar, al día siguiente la estrella culminará 3
    m 56 s (236,06 s) antes que el Sol. El día sideral es mas
    corto que el día solar. Esta diferencia hace que al cabo
    de 366 días siderales el Sol y la estrella vuelvan a
    culminar juntos otra vez ( 236,06 s x 366 = 86 400 s ( 1
    día ) ). • El valor numérico del Día
    Sideral es considerado como constante (independiente de la fecha
    ó de la hora). Por consiguiente se lo toma como el
    verdadero valor del período de rotación de la
    Tierra. • Se señala que la memoria histórica
    de la humanidad no registra ninguna variación de la
    posición relativa de las estrellas. El cielo estrellado se
    comporta como una esfera rígida. • Debe recordarse
    que el hombre, desde siempre, ha considerado el
    “día” con referencia al Sol. La
    utilización del “día Sidéreo” es
    solo válida en astronomía y no tiene ningún
    uso civil. Medición del Tiempo 12

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    Año Se considera ahora el segundo movimiento de La Tierra:
    la traslación en una órbita elíptica
    alrededor del Sol. El movimiento se desarrolla en un plano que
    contiene al Sol y a la Tierra, llamado eclíptica. Este
    plano, respecto del plano del ecuador terrestre, forma un
    ángulo de 23,5º aproximadamente. • La
    dirección constante del eje terrestre en el espacio, junto
    con la traslación, dan lugar a las distintas estaciones.
    En efecto, visto desde la Tierra, el Sol parece tener un
    movimiento oscilatorio, que lo lleva a apartarse 23,5º hacia
    cada lado de la línea del ecuador, a lo largo de un
    año. Resulta así evidente el diferente
    calentamiento de cada hemisferio. Medición del Tiempo
    13

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    Orbita de la Tierra Equinoccios: Igual duración del
    día y la noche. Solsticios: Noche mas larga en invierno y
    mas corta en verano. Medición del Tiempo 14

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    • Precisamente los extremos del recorrido aparente del Sol
    se sitúan en el cenit de las latitudes 23,5º Norte y
    23,5º Sur. De esta manera cuando en el hemisferio norte es
    verano, es invierno en el hemisferio sur y viceversa. Estos
    puntos extremos se llaman solsticio de verano y solsticio de
    invierno según corresponda. • El pasaje del Sol por
    el cenit de la línea del ecuador, se cumple una vez desde
    el sur hacia el norte (equinoccio de otoño) y otra vez
    desde el norte hacia el sur. (equinoccio de primavera). • Es
    posible determinar con toda precisión el tiempo que
    transcurre entre dos pasajes consecutivos del centro del Sol por
    el cenit del ecuador, (punto vernal o punto libra), durante el
    equinoccio de primavera. Medición del Tiempo 15

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    • El tiempo antes definido, expresado en la forma
    convencional se llama: “Año Trópico o
    Año Astronómico” y su valor es: 365 d 05 h 48
    m 45,16 s • Si se tienen en cuenta otros movimientos de la
    Tierra que no se han considerado, (precesión y
    nutación), se puede definir el llamado Año Sideral,
    como el tiempo que emplea el Sol en recorrer los 360º de la
    eclíptica ó en otras palabras, el lapso de tiempo
    entre dos coincidencias del centro del Sol con una misma estrella
    (punto fijo). El valor así definido difiere muy poco del
    Año Astronómico. • Otra definición
    importante es la de: Año Civil, que se toma, por supuesto,
    como un número entero de días: 365. Se verá
    en el próximo tema, de que manera influenció
    históricamente la diferencia entre el Año
    Astronómico y el Año Civil. Medición del
    Tiempo 16

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    El Calendario • Una de las grandes preocupaciones del hombre
    desde la mas remota antigüedad, fue medir el tiempo, de
    manera tal de poder conocer con razonable exactitud los
    días en que se inician las estaciones. Estos
    acontecimientos siempre regularon las actividades
    agrícolas fundamentales (tales como la siembra y la
    cosecha). • Además de establecer el momento del
    equinoccio, también fue una necesidad registrar en forma
    cronológica, importantes hechos históricos,
    religiosos ó astronómicos • Resulta claro
    admitir que el fenómeno natural repetitivo mas evidente
    fué y es el “día”. • Los antiguos
    Egipcios definieron precisamente su año civil con una
    duración de 365 días. Medición del Tiempo
    17

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    • El año civil de los egipcios, adoptado luego por
    los romanos es, como sabemos, de una duración menor al
    año astronómico, en 5 h 48 m 46 s. De esta manera
    la fecha de los equinoccios se les adelantaba en aproximadamente
    un día cada cuatro años o sea 25 días por
    siglo. • Esto hizo que con el transcurso del tiempo
    perdieran la noción clara de la correspondencia entre el
    año civil y los períodos de “siembra y
    cosecha”. • En el año 45 de nuestra era, el
    emperador romano Julio Cesar (a proposición del
    astrónomo alejandrino Sosígenes), realizó la
    primera reforma seria del calendario, que se conoce como
    calendario Juliano. • Para llevar el equinoccio a la fecha
    correspondiente, dispuso que el año siguiente al de la
    reforma (año de confusión), se prolongara en 80
    días, es decir que su duración por única vez
    sería de 445 días. Además se creó el
    llamado año bisiesto (bissexto calenda) con una
    duración de 366 días cada 4 años..
    Medición del Tiempo 18

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    + • Con la reforma introducida, se asumía que la
    duración media del año juliano era de 365,25
    días (ó lo que es la mismo 365 d 6 h). De esta
    manera se agregaba un día cada 4 años. • El
    mundo cristiano adoptó este calendario desde el
    “Concilio de Nicea” en el año 325. • Pero
    recordemos que el año astronómico tiene una
    duración de 365 d 5 h 48 m 46 s, que lo hace inferior a
    365,25. • En efecto, el exceso real sobre los 365
    días es: 5 h x 3600 s/h = 18 000 s 48 m x 60 s/m = 2 880 s
    Medición del Tiempo + 46 s 20 926 s 19

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    = • La fracción de día vale así: 20 926
    s / 86 400 s/d = 0, 2422 d 0,25 x 86 400 = 21 600 s 0,2422 x 86
    400 = 20 926 s diferencia = 674 segundos 11 m 14 s • Cada 4
    años se habrá acumulado un exceso de 4 x 674 s =
    2696 segundos • que en 400 años se habrán
    convertido en: 100 x 2696 s = 269 600 segundos • Lo que
    representa un exceso de: 269 600 s / 86 400 s/d = 3,12
    días cada 400 años. • Este último valor
    justifica suprimir 3 días cada 4 siglos. Medición
    del Tiempo 20

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    • En el año 1582, es decir 1537 años
    después de creado el calendario Juliano, la diferencia
    señalada hizo que el equinoccio se produjera alrededor de
    10 días antes que la fecha indicada por el calendario.
    • El astrónomo italiano Lilio señaló al
    papa Gregorio XIII este problema, quien dictaminó las
    siguientes reformas: 1) El 5 de octubre de 1582 pasa a ser el 15
    del mismo mes. (es decir que al jueves Juliano 4 de octubre de
    1582, le sucedió el viernes Gregoriano 15 de octubre de
    1582). 2) Se estipula que serán bisiestos los años
    divisibles por 4. 3) Se suprimen 3 años bisiestos cada 400
    años. (solo serán bisiestos los fines de siglo
    cuando sean divisibles por 4 las dos cifras que resultan al
    suprimir los dos ceros). • De esta manera fué
    bisiesto el año 1600, no fueron bisiestos en cambio el
    1700, 1800 y 1900; sí lo fué el 2000 y no lo
    serán ni el 2100, ni el 2200 ni el 2300. Volverá a
    ser bisiesto recién el 2400. Medición del Tiempo
    21

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    Veamos en INTERNET un gráfico muy interesante: Haga CLICK
    aquí www.cientec.or.cr/astronomia/bisiesto.html
    Medición del Tiempo 22

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    • Con estas reglas se ajustó razonablemente la
    diferencia entre el Año Civil (medido en dias enteros) con
    el verdadero Año Astronómico ( medido en fracciones
    de día). • La reforma producida, llamada calendario
    gregoriano fue adoptada rápidamente por el mundo
    católico. Los Ingleses lo adoptaron en 1752, Rusia se
    adhirió en 1918 y los Chinos en 1912. Hoy
    prácticamente es universal. • Con las cifras
    anteriores queda claro que, suprimidos los 3 años
    bisiestos cada 400 años, existe un exceso de: 3,12 – 3 =
    0,12 día en ese período. • El exceso de 0,12
    día en 400 años, implica : 400 / 0,12 = 3 333 / 1
    (aproximadamente un día cada 3 333 años). Es decir,
    alrededor de 3 días cada 10 000 años (100 siglos).
    Medición del Tiempo 23

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    Todo lo anterior puede expresarse así: • Año
    civil Egipcio……………365 d •
    Año
    Juliano…………………365,25
    d = 365 d 6 h • Año
    Gregoriano…………….365,2425 d =
    365 d + ¼ d – 3/400 d • Año
    Astronómico……….….365,2422 d =
    365 d + 0,25 d – 0,0075 d – 0,0003 d = 365 d + 0,25 d – 3/400 d –
    3/10 000 d • Año Civil y Comercial
    Actual…………….365 dias (con los
    agregados de los años bisiestos y su supresión, de
    acuerdo con el calendario Gregoriano). Medición del Tiempo
    24

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    Conversión de Unidades de Tiempo de uso civil. Segundos
    Minutos Horas Días Meses Años 1 Minuto 60 1 Hora
    3600 60 1 Día 86 400 1440 24 1 Mes 2 592 000 43 200 720 30
    1 Año 31 556 926 525 949 8 766 365,2422 12 1 Siglo 3 155
    692 608 52 594 948 876 600 36 524,22 1 200 100 Medición
    del Tiempo 25

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    Medición del Tiempo. • En la actualidad resulta muy
    sencillo conocer la hora: basta con ver la indicación del
    reloj. Si se desea mas exactitud se puede consultar al 113 por el
    teléfono, o bien escuchar la señal horaria,
    sintonizando una estación de radio o sino ver algún
    canal de televisión. Asimismo tenemos permanentemente la
    hora actual, en nuestra PC. • Para conocer la fecha, se
    consulta un calendario o bien nos fijamos en un diario del
    día. Asimismo no tenemos ningún problema en saber
    con exactitud el momento en que finaliza un año. •
    Todas las determinaciones supuestamente “exactas” del
    tiempo, de que disponíamos, hasta hace algo mas de sesenta
    años, se basaban en observaciones y mediciones
    astronómicas. Estas dependen de fenómenos naturales
    complejos, en algunos casos irregulares y no fácilmente
    determinables. Medición del Tiempo 26

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    • Sin profundizar en detalles técnicos, se
    tratará de describir las diferentes formas en que el
    hombre ha medido el tiempo: • Podemos establecer en forma
    aproximada la duración de un día (el tiempo que
    transcurre entre dos pasajes sucesivos del Sol por el meridiano
    de un lugar). Se llamó a este tiempo: Tiempo Local
    Aparente ( TLA). • Es conocido también como tiempo
    solar aparente o simplemente tiempo solar, es lo que la humanidad
    utilizó desde siempre (“cuando el Sol rigió
    el tiempo”). El mediodía,como ya se vió, es
    el instante en el cual el Sol llega al punto mas elevado del
    lugar, o el Sol cruza el meridiano del lugar. •¿ Pero
    que hay en la naturaleza que indique el paso de 1 hora, 1 minuto
    o 1 segundo? Medición del Tiempo 27

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    • El intervalo de tiempo entre dos mediodías
    consecutivos señalaba “el día”, sin
    discusión. Debe tenerse en cuenta que en la
    antigüedad no fué sencillo determinar el momento de
    la medianoche. • Como ya se señaló, las
    divisiones del día en 24 partes (horas), 1440 partes
    (minutos), o en 86400 partes (segundos), fueron solo aproximadas,
    ya que se utilizaron instrumentos (relojes de agua, de arena, de
    sol, etc.), que aunque muy ingeniosos, no fueron nunca lo
    suficientemente “precisos” ni “exactos”.
    • Pero cuando se inventaron relojes mecánicos,
    basados en la oscilación de un péndulo, se
    comenzó a tener intervalos de tiempo razonablemente
    repetitivos (precisos). Al efectuar con ellos mediciones de los
    días solares sucesivos, aparecieron fuertes
    irregularidades en su duración. Medición del Tiempo
    28

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    • En efecto, según las estaciones del año,
    pudieron comprobarse variaciones de hasta 30 minutos, entre la
    máxima y la mínima duración de los
    días solares, a lo largo de un año. Estas
    variaciones son debidas al lento cambio de la inclinación
    del eje de La Tierra y a la forma elíptica de la
    órbita alrededor del Sol. • Los astrónomos
    crearon entonces un “sol promedio” imaginario que
    “viajaba” alrededor de La Tierra, con velocidad
    uniforme. El día solar medio, como antes se
    expresó, tiene así 24 horas y su valor es
    constante. El mediodía se convirtió también
    en el momento en que el “sol promedio” cruza el
    meridiano del lugar. • El “día solar
    medio” con su división en 24 horas de 60 minutos y
    estos divididos en 60 segundos, pasó a ser el: Tiempo
    Promedio Local (TPL).

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    El tiempo promedio local así definido, es precisamente
    “local” pues depende solo de la posición
    geográfica del observador. • En efecto, el globo
    terráqueo está dividido por 360 círculos
    máximos o meridianos, de acuerdo con los 360 grados de la
    circunferencia, de manera que el desplazamiento en tiempo, es de:
    360 º / 24 horas = 15º por hora (ó una hora cada
    15 grados) o bien 1440 minutos / 360 º = 4 minutos por grado
    • En el ecuador terrestre la separación entre
    meridianos es de aproximadamente: 40 000 km / 360º = 111,11
    km por grado Medición del Tiempo 30

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    • Es decir que si en un instante son las 12:00 en un punto
    sobre el ecuador, para un lugar situado a 111,11 km al oeste son
    las 11:56 y para otro a 111.11 km al este son las 12:04. Mayores
    diferencias horarias se tienen para distancias mas grandes.
    Además las variaciones dependen de la latitud, ya que la
    distancia entre meridianos se va reduciendo con aquella, hasta
    hacerse cero en los polos. • Esto no importó mientras
    los viajes y las comunicaciones eran lentas. Pero desde mediados
    del siglo diecinueve, con la aparición del ferrocarril y
    de la telegrafía, la existencia de las horas diferentes e
    imprevisibles entre lugares alejados, constituyó un
    problema grave. • Hacia 1875 algunos países
    dividieron su territorio en zonas, para las que establecieron un
    tiempo local uniforme para cada una. Esto se llamó: Tiempo
    Normal (TN) y fue muy adecuado para países muy extensos en
    el sentido este – oeste (como Estados Unidos). Pero por
    supuesto que continuó el desorden internacional, sobre
    todo entre diferentes continentes, con gran separación
    geográfica. Medición del Tiempo 31

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    • Pero en el año 1884, se solucionó el
    problema a escala mundial creando una división fusiforme
    de la superficie terrestre. En efecto, se tomaron husos
    esféricos o fajas, limitadas entre meridianos, separados
    entre sí por 15 grados, de manera que entre husos
    adyacentes hubiera una diferencia de una hora. Husos Horarios:
    360º / 24 horas = 15 º por hora Medición del
    Tiempo 32

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    • Dentro de cada “gajo”, se adoptó como
    hora normal, el tiempo promedio local del meridiano central de la
    faja, estableciéndose así el llamado: Tiempo
    Universal (TU) • Hecha la división, se fijó
    como referencia la longitud 0º, coincidente con el meridiano
    que pasa por el “Antiguo Observatorio Real de
    Greenwich”, en Inglaterra. • Este es el motivo por el
    cual se conoce al TU, como Tiempo del Meridiano de Greenwich (TMG
    ó GMT). El mapa siguiente aclara esta convención.
    Medición del Tiempo 33

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    Husos Horarios Internacionales Medición del Tiempo
    34

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    • Se hace necesario dar algunas precisiones sobre el Tiempo
    Universal GMT: • Se tomó el huso horario
    “0”, con centro en el meridiano “0” y
    abarcando 7,5º a cada lado. Así los husos horarios
    sucesivos se fijaron con eje en los meridianos 15º,
    30º, 45º, 60º, 75º, 90º, 105º,
    120º, 135º, 150º, 165º y 180º hacia el
    este, numerándolos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 y 12.
    • Asimismo se tomaron los meridianos 15º,
    30º,45º, 60º, 75º, 90º 105º,
    120º, 135º, 150º y 165º, hacia el oeste,
    correspondiéndoles los números negativos -1, -2,
    -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9, -10 y -11. • Los números
    que identifican cada huso horario, son también los valores
    que se deben sumar a la hora de Greenwich, para obtener la hora
    local. Medición del Tiempo 35

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    El TU, TMG (ó GMT – Greenwich Meridiane Time ) se mide en
    un sistema de “dos veces 12 horas”. A la medianoche
    son las 0:00 y al mediodía son las 12:00. Se suele usar
    por costumbre, la hora que indican los relojes comunes, agregando
    “am” o “pm” para diferenciar las horas
    anteriores o posteriores al “mediodía”. •
    Algunos países, por razones geográficas,
    políticas o de ahorro de energía, adoptan como
    “Hora Oficial” la correspondiente a un huso horario
    adyacente al señalado por la convención antes
    citada. Esto se distingue con colores en el mapa anterior. •
    El meridiano correspondiente a la longitud 180º,
    debería marcar la llamada “Línea
    Internacional de Cambio de Fecha”, es decir que a ambos
    lados de ese meridiano habría una diferencia de 24 horas.
    No obstante, por razones geopolíticas, el cambio de fecha
    verdadero no coincide en algunos casos con el meridiano
    señalado. Medición del Tiempo 36

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    Medición del tiempo • En apariencia, con las
    convenciones internacionales del Tiempo Universal y los Husos
    Horarios , todo debería funcionar bien y para siempre.
    Pero no fue así. • Mediciones cada vez mas exactas
    llevaron a la conclusión de que la rotación de la
    Tierra, disminuía y se aceleraba de manera totalmente
    irregular e impredecible. Las causas pueden ser fenómenos
    sísmicos, erosión superficial, fusión
    parcial de masas de hielo, grandes tormentas o ciclones,
    desplazamiento de masas de aire caliente o frío entre los
    hemisferios norte y sur, nieve, nubes, movimiento de material
    fluido en el interior del planeta, mareas provocadas por el Sol y
    la Luna, etc., etc. • Pretendiendo solucionar el problema,
    en 1960 se creó el Tiempo de Efemérides (TE). Este
    se estableció en base a una redefinición
    astronómica del segundo, lo que permitió medir el
    tiempo sin importar la rotación de la Tierra (mas
    aún sin tener en cuenta siquiera que La Tierra exista).
    Medición del Tiempo 37

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    • En efecto, hasta hace relativamente poco tiempo, el
    segundo ( s ), unidad fundamental para medir la magnitud tiempo,
    en todos los sistemas de unidades, se definía como la
    fracción 1 / 86 400 del día solar medio
    (exactamente del año 1900). Las irregularidades
    señaladas en el tiempo de rotación de La Tierra y
    con motivo de la creación del Tiempo de Efemérides,
    la redefinición fue tal que, un segundo se tomaba como la
    fracción 1 / 31 556 925,975 del año trópico
    1900. • En el año 1967, por razones de
    metrología, exactitud y practicidad tecnológica, se
    reemplazó la definición anterior del segundo, por
    otra basada en “relojes atómicos de Cesio”,
    que tenían una exactitud en la medición del tiempo
    del orden de 10 -13 (es decir con una variación estimada
    de 1 segundo en mas de 30 000 años). • Se
    definió así el segundo (s) como “la
    duración de 9 192 631 770 períodos de la
    radiación correspondiente a la transición entre dos
    niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de
    cesio 133 (Cs 133)”. Medición del Tiempo 38

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    Esta definición, aparentemente caprichosa, se
    adoptó para lograr correspondencia entre valores
    anteriores y actuales. Solo tiene significado, para su exacta
    duplicación en un avanzado laboratorio físico o de
    metrología. Es la base de lo que se conoce como: Tiempo
    Atómico Internacional (TAI). • El Tiempo
    Atómico es conveniente para la ciencia por su exactitud y
    precisión ya que mide un intervalo de tiempo
    “casi” absolutamente uniforme. Antes se
    mencionó que éste no coincide con el Tiempo
    Universal, basado en observaciones astronómicas. •
    Pero la vida real debe estar atada a largo plazo, con la
    irregular rotación de la tierra. • La solución
    para juntar ambos requerimientos, fue la adopción a partir
    del año 1972 del: Tiempo Universal Coordinado
    (internacionalmente llamado UTC). Medición del Tiempo
    39

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    • En efecto, en el UTC se conserva la exactitud del Tiempo
    Atómico, con la definición del segundo del
    año 1967 y es medido por el promedio de unos 200 relojes
    atómicos distribuidos entre alrededor de 50 países,
    todo bajo el control de la Oficina Internacional de Pesas y
    Medidas con sede en Paris – Francia (BIPM). •
    También en el UTC se mantiene el sistema de husos horarios
    establecido para el Tiempo Universal GMT . • Asimismo en
    Paris funciona el Servicio Internacional de la Rotación
    Terrestre que determina astronómicamente y con exactitud,
    el comportamiento variable del giro de nuestro planeta. • En
    coordinación con la Oficina Internacional de la Hora
    (BIH), se decide cuando debe agregarse 1 segundo, para igualar el
    Tiempo de Efemérides con el Tiempo Atómico
    Internacional. Esto se produce cuando la diferencia entre ambos
    es de 0,9 segundos. La corrección se efectúa
    aumentando en 1 segundo, el último minuto del 31 de
    diciembre del año que corresponda (que pasa a tener 61
    segundos). Esta es la verdadera novedad del UTC. Medición
    del Tiempo 40

    Monografias.com
    • El segundo que se agrega se llama “segundo
    intercalar” (leap second) y desde su instauración en
    1972, se han producido 24 ajustes. El penúltimo agregado
    fue el 31/12/2005 y nuevamente se adicionó un segundo el
    31/12/2008. • Diario “La Nación
    Miércoles 10 de diciembre de 2008 •Agregarán
    un segundo a fin de año •LONDRES (New Scientist).-
    Aquellos ansiosos por terminar 2008 van a tener que esperar un
    segundo más. Este año habrá que agregarlo a
    los relojes a fin de año para acomodarse a un sutil
    retraso en la rotación de la Tierra. •La
    decisión, tomada por el Servicio Internacional de Sistemas
    de Rotación y Referencia, ajustará la hora
    coordinada universal (UTC, según sus siglas en
    inglés), que se utiliza para calibrar los relojes
    nacionales y regionales en todo el mundo. •Este segundo
    extra se agregará el 31 de diciembre, a las 23 horas, 59
    minutos y 59 segundos UTC. •La UTC es registrada por los
    relojes atómicos, pero ocasionalmente debe ajustarse para
    acomodar cambios en la longitud del día. •La fuerza
    de atracción del Sol y la Luna están deteniendo
    gradualmente la rotación de la Tierra y hacen que sus
    días se alarguen. Pero la desaceleración se produce
    de manera no uniforme. •Para acomodarse a este
    enlentecimiento pueden agregarse segundos dos veces por
    año, a fines de junio y de diciembre. El que se agregue
    este año será el vigésimocuarto agregado a
    los relojes desde 1972. Medición del Tiempo 41

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    • En resumen, en el UTC, la duración del segundo la
    fijan los relojes atómicos, pero se conserva como
    referencia la verdadera rotación de La Tierra. Se aclara
    también que: UTC = GMT si la diferencia entre ambos es
    menor de 0,9 s. • Se justifica lo anterior recordando que el
    segundo internacional del Tiempo Universal se basaba en la
    duración del año 1900 y desde entonces La Tierra
    fue disminuyendo, aunque muy lentamente, su velocidad de giro (el
    día se hizo mas largo). En cambio el segundo
    atómico se considera prácticamente
    “constante”. • Por ejemplo en 1983 el día
    tuvo una duración promedio de 24,000 000 63 h es decir
    0,054432 s (medidos con el segundo atómico), lo que
    obligó a agregar segundos intercalares. Medición
    del Tiempo 42

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    •El UTC utiliza para la numeración de las horas, un
    sistema de 24 horas. Así la medianoche es la 0:00 h, el
    mediodía es la hora 12:00 y las horas sucesivas son las
    13:00, 14:00, 15:00, . . .hasta las 23:59:59. Luego el segundo
    siguiente pasa a ser la hora 00:00:00 del próximo
    día. • En el UTC, a diferencia del GMT, no se
    utilizan “am” y “pm” para separar las 12
    horas de la mañana con las de la tarde. • El Tiempo
    Universal Coordinado rige actualmente la casi totalidad de los
    “relojes patrones” del mundo. • Es
    también el tiempo de las señales horarias empleadas
    en las transmisiones de radio y otros servicios de tiempo. Suele
    llamarse asimismo Tiempo Mundial, Tiempo Z o Tiempo Zulú
    (por referencia al meridiano cero – zero en ingles).
    Medición del Tiempo 43

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    • Debe destacarse que la red “Internet” utiliza
    el UTC en forma exclusiva, teniendo en cuenta las
    correspondientes “zonas horarias”. • Puede
    mencionarse que en los años noventa se trató de
    utilizar un concepto revolucionario en la medición del
    tiempo, que prescindía de las diferencias
    geográficas y de los husos horarios. El “Tiempo
    Internet” era un horario global, uniforme en todo el
    planeta, en el cual el día estaba dividido en 1000
    “beat” (pulso). (86 400 s / 1 000 bets = 86,4 S/b).
    Este tiempo se indicaba con @ (arroba). • El día se
    inicia con @000 beats y termina con @999 beats. El meridiano de
    referencia esta situado en la ciudad de Biel en Suiza
    (precisamente está marcado en el frente de la empresa
    relojera Swatch que inspiró esta medición). •
    Este sistema permitía la comunicación entre
    computadoras de diferentes partes del mundo sin necesidad de
    conversiones horarias, pero aparentemente no fue práctico
    y finalmente dejó de usarse. Medición del Tiempo
    44

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    • Para terminar, responderemos a una pregunta que,
    obviamente, algunos se hacen: ¿Cuál es el motivo de
    requerir tanta precisión y exactitud en la medición
    del tiempo? De las muchas respuestas posibles, se citarán
    solo dos: El Sistema de Posicionamiento Global (GPS), actualmente
    de uso cada vez mas difundido, permite la ubicación exacta
    de las coordenadas geográficas (latitud y longitud) de
    cualquier punto sobre la superficie de La Tierra. También
    facilita posicionar y dirigir tanto vehículos terrestres
    (automóviles, camiones, trenes, etc.), como barcos y
    aviones. El GPS funciona en base a satélites artificiales
    que, mediante relojes atómicos de cesio, iguales y
    sincronizados, envían señales de tiempo como ondas
    radioeléctricas. Como la velocidad de propagación
    de las ondas electromagnéticas, es conocida, el retardo
    con que se reciben las señales, permiten con un
    desarrollado recurso matemático-electrónico,
    determinar la posición del receptor. Actualmente se
    consiguen incertidumbres en las mediciones de las coordenadas,
    del orden de los 10 metros, lo que equivale a medir el tiempo en
    microsegundos (1µS = 0,000 001 S). Esto exige que los
    relojes de los satélites del GPS funcionen con el Tiempo
    Atómico y con la precisión que ello implica.
    Medición del Tiempo 45

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    • La Tierra tiene una velocidad orbital media, de alrededor
    de 30 km/s. Una diferencia de 0,1 s en el momento del lanzamiento
    de un vehículo espacial implicaría una
    variación del orden de 3 000 m en el punto de partida, con
    la consiguiente modificación del ángulo de salida y
    la influencia directa en la trayectoria prevista. Se debe tener
    en cuenta que también varían todas las posiciones
    absolutas y relativas de La Luna y los planetas. Si bien las
    trayectorias pueden corregirse parcialmente “en
    vuelo”, eso se logra con motores que consumen combustible
    (situación esa poco deseable). Resulta así
    evidente, en este caso, la importancia de la exactitud en la
    medición del tiempo. Medición del Tiempo 46

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