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
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
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
5 Medición del Tiempo
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
• • • 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
• 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
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
• 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
•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
• 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
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
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
• 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
• 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
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
• 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
+ • 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
= • 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
• 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
Veamos en INTERNET un gráfico muy interesante: Haga CLICK
aquí www.cientec.or.cr/astronomia/bisiesto.html
Medición del Tiempo 22
• 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
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
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
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
• 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
• 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
• 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).
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
• 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
• 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
• 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
Husos Horarios Internacionales Medición del Tiempo
34
• 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
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
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
• 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
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
• 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
• 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
• 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
•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
• 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
• 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
• 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