Cómo se mide el tiempo?

Transcripción

1 Cómo se mide el tiempo? En las divisiones del calendario tradicional, son evidentes los indicios de criterios astronómicos empleados desde el pasado para la medición del tiempo: el día equivale a una rotación terrestre; la semana corresponde originalmente a una fase de la luna; el mes coincide con una lunación específica y el año se refiere a una órbita completa de la Tierra alrededor del Sol. La dificultad de establecer una definición de tiempo no se verifica para medir tal grandeza. Incluso se puede decir que el tiempo es la magnitud física susceptible de una medición más precisa, que depende de un sistema de referencia concreto, que le permite especificar cuándo se produce un evento en particular. El proceso de evolución de cualquier fenómeno que experimenta cambios regulares se puede utilizar para medir el tiempo. En la determinación de los parámetros temporales, se pueden distinguir dos elementos principales: la temporada, marcando el momento en que ocurre un evento instantáneo, y el intervalo de tiempo, que es la duración de un evento continuo. Una serie

2 de acontecimientos puede estar relacionada con una escala de tiempo, conjunto ordenado de los tiempos, derivados de las observaciones de algunos fenómenos, como la rotación de la Tierra o el movimiento de un péndulo. Dos escalas de tiempo básicas e independientes son la escala dinámica, basada en la regularidad de los movimientos de los cuerpos celestes, y la atómica, que se fundamenta en las frecuencias características de la radiación electromagnética emitida o absorbida en las transiciones entre dos estados cuánticos de energía de un átomo o molécula. La desintegración de elementos radiactivos pueden ser utilizados para medir intervalos de tiempo grandes. Unidad de medida El segundo, la unidad básica de tiempo definido por la Unión Astronómica Internacional en 1958 como 1/ , 97 parte del año tropical En 1960, la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) utilizó la misma definición para el segundo según el Sistema Internacional de Unidades (SI). En 1967, la CGPM redefinió el segundo como 9,192,631,000 periodos de radiación absorbida o emitida en la transición entre dos niveles hiperfinos del átomo de cesio 133. La hora civil En el siglo XVIII, fue utilizada en la medición del tiempo el denominado tiempo solar verdadero, obtenido de la lectura de un reloj solar. Con las demandas de la vida moderna y, específicamente, con el desarrollo de los medios de comunicación, se hizo necesario unificar la hora. Se comenzó entonces a utilizar el tiempo solar medio, tiempo establecido por el movimiento imaginario del Sol, a una velocidad uniforme a lo largo del año. Los astrónomos acostumbraban a marcar el inicio del día medio

3 en un lugar determinado cuando el Sol medio -astro ficticio utilizado para medir el tiempo solar medio- atravesaba el meridiano superior del lugar. La hora obtenida en ese momento se llamaba hora media astronómica. Para el uso civil, sin embargo, se fijaba el inicio del día 12 horas antes, con lo que se creaba el día medio civil o simplemente día civil. Durante el día civil, las horas eran contadas a partir del pasaje del Sol por el meridiano inferior. Desde el 1 de enero de 1925, los astrónomos abandonaron la hora media astronómica y comenzaron a utilizar la hora civil, contada de 0 a 24 horas a partir del pasaje del Sol medio por el meridiano inferior. Con el uso de la hora civil en las actividades públicas, cada nación trató de unificar el tiempo de su territorio. Sin embargo, los medios de comunicación han impuesto la unificación de todo el mundo. Para este fin, hemos adoptado el sistema de husos horarios, cuyos principios fueron propuestos en la Conferencia de Washington de Este sistema consiste en dividir la superficie del globo en 24 zonas, correspondientes a 24 meridianos, espaciados a 15o en 15o, a partir de un meridiano de origen (meridiano de Greewinch). Balanza Desde hace relativamente poco tiempo, la rotación de la Tierra siempre ofrecía una única escala de tiempo para uso general, el tiempo solar medio. Otros sistemas y escalas independientes fueron adoptados más tarde. Tiempo sideral El movimiento aparente de las estrellas, producido por la rotación de la Tierra, puede crear una escala de tiempo llamado tiempo sideral. Para los astrónomos, la hora sideral es útil porque las estrellas cruzan el meridiano de un cielo

4 siempre en la misma hora sideral a lo largo del año. El día sideral es de unos cuatro minutos menos que el día solar medio de 24 horas y se inicia cuando el punto vernal pasa por el meridiano base (Greenwich). El equinoccio vernal o equinoccio de primavera es el punto de la esfera celeste donde el Sol en su movimiento aparente, cruza el plano del ecuador, desde el hemisferio sur al hemisferio norte. Tiempo universal En 1928, Tiempo Universal (UT), sustituyó a la hora de la designación del meridiano de Greenwich (GMT). La escala de Tiempo Universal (UT) es adoptado por prácticamente todos los países del mundo. Para determinar el tiempo en un lugar determinado, suma o se resta un número entero de horas en tiempo universal, este lugar es, respectivamente, al este o al oeste de Greenwich. Entre dos zonas horarias hay una diferencia de una hora. El tiempo de conversión universal, obtenido de la conversión del tiempo civil local por la aplicación de la longitud convencional en relación a Greenwich se denomina TU. A medida que el meridiano de Greenwich se mueve bajo la influencia del movimiento de los polos, hay un nuevo cambio en la longitud. El tiempo universal, TU, corregido de la influencia del movimiento polar, se llama TU1. Finalmente, el tiempo TU1, sin la influencia de la variación de la velocidad de rotación de la Tierra, es designado como TU2. El tiempo universal así obtenido no es uniforme, como resultado de las fluctuaciones seculares, aleatorias e impredecibles. Tiempo de efemérides El tiempo universal, a pesar de una escala de tiempo de las actividades públicas, no proporciona una representación del

5 tiempo con la precisión que requiere la mecánica clásica, debido a las fluctuaciones en la rotación de la Tierra. Por esta razón, en 1955, los astrónomos decidieron crear un nuevo plazo, independientemente de la hipótesis de la rotación uniforme de la tterra, pero todavía se basa en la teoría del movimiento del planeta alrededor del Sol. Esta escala de tiempo, llamado tiempo de efemérides (TE), se deduce, en principio, de las mediciones de la longitud aparente del Sol. La teoría del movimiento de translación de Tierra puede ser desarrollada con mayor precisión que la de la rotación terrestre, de tal modo que el TE es más próximo de un tiempo uniforme que el TU2. El tiempo atómico El posible uso de relojes atómicos permitió medir el tiempo de forma más precisa que el ofrecido por medios astronómicos. El tiempo atómico internacional (TAI) se basa en un sistema formado por seis relojes atómicos de cesio, construidos en laboratorio, y de un mayor número de relojes de cesio secundarios fabricados de modo comercial. Los relojes atómicos transmiten señales para el Bureau Internacional de l Heure, en París, que se utiliza para establecer el tiempo atómico internacional (TAI) Tiempo Universal Coordinado El tiempo civil internacional y el tiempo científico siguen una escala de tiempo llamada Tiempo Universal Coordinado (UTC), que en realidad es la escala de tiempo atómica (TAI), ajustada en segundos para que coincida con la escala de tiempo universal (TU1). Las emisiones de señales de tiempo de los servicios de horas en los principales observatorios existentes en el mundo son hechos en TUC, cuya unidad es el segundo

6 atómico (SI).