Martes, 20 de Noviembre de 2018

Ese segundo adicional y los años bisiestos

PerúEl Comercio, Perú 20 de noviembre de 2018

Tras descubrir que la Tierra no era el centro del universo, había que calcular el tiempo a partir de la órbita de 360 grados del planeta. No fue nada fácil.

Por tomás unger



Como hemos dicho en varias ocasiones, en el universo nada es múltiplo exacto de nada. En otras palabras, se impone el caos. Desde el siglo XV, cuando se sacó la Tierra del centro del universo, se acabó la música de las esferas, la supuesta armonía reinante en el cosmos. Pese a que ya en el siglo III a.C., Aristarco de Samos propuso un sistema heliocéntrico, que puso al Sol en lugar de la Tierra al centro del universo. El sistema geocéntrico perduró.





El astrónomo griego Ptolomeo era un genial matemático y en el año 100 calculó complicadísimas órbitas para explicar los movimientos de los planetas. Recién con Copérnico, y después con Galileo, comenzó a imponerse el sistema solar. El problema era que ahora, con telescopios y relojes, no había manera de que las órbitas de los planetas fueran un múltiplo exacto de nada.





?La órbita terrestre?





El día correspondía a una revolución de la Tierra alrededor de su eje siempre dura 24 horas. No había manera de que un número exacto de días coincidiera con los 360 grados que tiene la órbita. Si se consideraban 366 días eran solo un poco más de 359 grados y un día más se pasaba de 370 grados. Resultó que un año de 365 días tiene 358,25 grados, casi un cuarto de grado. Así, tres años sumaban 358 grados y tres cuartos.





Ahora, sumando un año de un grado y un cuarto más, daba los 360 exactos. Así, tres años de 365 días, más un cuarto año de 366 daban la suma correcta. Esto dio lugar al año bisiesto cada cuatro años. Entonces, la hora cero entre el año bisiesto y el que lo sigue coincide con los 360 grados de la órbita terrestre. Pero eso no es todo. El día tampoco dura exactamente las 24 horas, de 60 minutos cada una y cada uno de estos de 60 segundos.





En 1923, se revisó el calendario juliano que usa la Iglesia Ortodoxa, que tiene 218 años bisiestos cada 900 años, calculando para una duración promedio del año normal en 365,24222 días, muy cerca del calendario juliano que usamos, que tiene 365,24219 días. Una diferencia de 10 millonésimas. Pero no hay motivo para preocuparse, porque en el año 2800 coincidirán los dos calendarios.





?El segundo que falta?





Como dijimos al principio, no hay música de las esferas ni sistema consistente alguno. Para comenzar, la descripción del año que hemos hecho se basa en la idea de que cada día dura 86.400 segundos. A medida que se fueron perfeccionando los instrumentos, se observó que el día varía. Desde el año 1.000 cuando los matemáticos árabes calcularon el día equinoccial, establecieron el sistema hexadecimal, usaron fracciones simples para establecer la hora, el minuto y el segundo moderno. En 1874, el segundo fue propuesto como base para el sistema cegesimal de unidades (centímetros, gramos, segundos).





Originalmente, el segundo fue medido en función del período de un péndulo de 0,994 m de largo. Recién en 1956, el Comité Internacional para Pesos y Medidas estableció la duración exacta de un segundo en función del año sideral. Más exacto que el año solar, porque se mide con respecto a una estrella fija, dio uno dividido por 31, seguido de 10 cifras.





Armados con relojes atómicos, grandes telescopios y comunicaciones instantáneas en todo el mundo, en el 2016 se detectó que el tiempo universal usado estaba 10 segundos atrasado con respecto al tiempo atómico internacional. Mientras tanto, con las variaciones de la longitud del día acumuladas a 1972 se habían insertado 27 segundos intercalares, año tras año, a las 23 horas, 59 minutos y 60 segundos del 31 de diciembre.





Hoy tenemos dos medidas del tiempo, el tiempo coordinado universal (UTC), que es el tiempo solar promediado en el Laboratorio de Greenwich. Es de uso para todos los fines civiles terrestres, desde la aviación, las comunicaciones y el establecimiento de zonas horarias. Hoy, en el 2018, el UTC está 77 segundos retrasado con respecto al tiempo atómico internacional (TAI).





El TAI es un promedio del tiempo que marcan más de 400 relojes atómicos, en más de 50 laboratorios de diversos países; son relojes que se basan en la frecuencia de vibración de un átomo del cesio. El reloj atómico nació en 1955, en el 57 pasó a usar cesio. Hoy su precisión es tan grande que varía menos de un segundo en 300 millones de años.





Por su precisión, los relojes atómicos y la hora TAI son los que se usan en el sistema de navegación GPS. También son empleados para fines científicos en laboratorios de física. Los relojes también son sensibles a la altura y a la velocidad, por lo que deben registrar las más pequeñas variaciones entre su velocidad en órbita y en la Tierra.





?El paso del tiempo?





Como dijimos al principio, el universo es caótico en términos de dimensiones, velocidades y otras características físicas. Lo que es común a todos y se cumple inexorablemente en todo el universo son las leyes de la física. Gracias a esto hemos podido conocer y medir las dimensiones, órbitas y velocidades de planetas, estrellas, etc. La constante mejora de nuestros instrumentos nos ha permitido cada vez ver más lejos, con mayor precisión y permitido conocer más el universo.





Hemos descubierto que la Luna se aleja y la Tierra gira cada vez más lento, aunque solo unas milésimas de segundo. El tiempo astronómico tiene extremos. Algunos cambios se producen a razón de milésimas de segundo al año y distancias que se miden en millones años de luz. A pesar de que somos capaces de medir millonésimas de segundo, los fenómenos que determinan el destino del universo son lentos y, en tiempo astronómico, la existencia de humanidad es un instante.