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Segundo

Jueves, octubre 8th, 2009

El avance de la tecnología moderna ha convertido el tiempo de una de las magnitudes con medidas más imprecisas en una de las mejor definidas. Si previamente a la invención del reloj de péndulo era de difícil determinación sin la asistencia de la astronomía, hoy es el metro el que basa su definición en nuestra unidad temporal. Así, en 1983 se reestableció nuestra unidad patrón de la longitud como la distancia que la luz recorre en el vacío en 299792458 segundos. Es un hito simbólico en un proceso de poco más de tres siglos que ha culminado con el desarrollo de los relojes atómicos. Debido a la precisión de éstos, hoy podemos medir con tal exactitud la duración del día, de la rotación de la Tierra, que es necesario en ocasiones introducir minutos de 59 o 61 segundos de duración para corregir las desviaciones en el Tiempo Universal Coordinado. Son hechos irónicos, si tenemos en cuenta que la unidad temporal nació justamente como una cierta subdivisión del ciclo diurno.
Históricamente el segundo es la sesentava parte de un minuto. Este tipo de fraccionamiento lo debemos a los babilónicos, y está relacionado con las divisiones angulares. Como inciso, señalar que el uso de terminos semejantes no debe hacernos pensar que la Tierra rota un minuto de arco en un minuto de tiempo, ya que hoy dividimos el periodo diurno en 24 horas, mientras que la circunferencia completa comprende 360 grados. El empleo de particiones temporales tan breves como los segundos debió estar restringido al ámbito astronómico hasta el desarrollo de los relojes mecánicos.
Actualmente, nuestras necesidades crecientes de precisión nos han hecho redefinir el segundo empleando como referencia la radiación emitida por el cesio 133 en una transición entre los dos niveles hiperfinos de su estado fundamental, y decimos que es la duración de 9192631770 oscilaciones de esta luz.

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Día

Domingo, septiembre 20th, 2009

El día es sin duda de la unidad de medida temporal más antigua. En la mayoría de las lenguas se emplea la misma palabra para designar tanto el periodo de 24 horas como sólo su mitad diurna; en muchas, como el chino o el turco, coincide incluso con el vocablo que designa al sol, pues no representa sino su ciclo. Modernamente la definición de día se ha sofisticado en aras de una mayor precisión, pero no podemos hablar de una sino de varias, en función del contexto.
El día solar designa el tiempo que requiere el sol en pasar dos veces sobre el mismo meridiano. Su duración no es constante, principalmente debido al movimiento de rotación elíptico de la Tierra, hasta punto de que entre febrero y octubre se acumula un retraso respecto a la media que suma casi la mitad de una hora, la cual habrá de recuperarse durante el resto del año. Queremos recalcar que hablamos del tiempo que transcurre entre dos mediodías, no a la duración de la fracción de día con luz solar, que obviamente, y debido a la inclinación del eje de la Tierra, presenta diferencias aún más acusadas. Esta variabilidad obliga a adoptar con propósitos civiles el día solar medio, coordinado por el Observatorio Real de Greenwich (es el que se emplea cuando se habla de tiempo medio de Greenwich o GMT). Sirvió en 1900 para fijar el segundo, de modo que el día solar medio tiene casi siempre 84600 segundos, lo que es decir 24 horas. Excepcionalmente es preciso efectuar ajustes mínimos para acomodarlo al tránsito del sol, lo cual se lleva a cabo sumando o restando segundos intercalares. El año dura 365 de estos días más una fracción que representa casi un cuarto y obliga a la introducción de bisiestos: 0,242189.
Las fluctuaciones en la duración del día se reducen si tomamos como referencia no el Sol sino otra estrella. Ésta es la razón de que en astronomía se prefiera hablar de día sidéreo o día sideral. En realidad se define como el tiempo que transcurre entre dos tránsitos del Punto de Aries o del Punto de Libra, que son los extremos de la recta donde se cortan el ecuador celeste y la eclíptica. Fenómenos como la precesión y la nutación hacen que tampoco el día sidéreo posea una duración constante, y nuevamente haya que precisar si nos referimos su valor local, el verdadero o el medio. No obstante, las diferencias entre ellos rebasan poco más de un segundo. Una reflexión breve nos hará descubrir que el año trópico posee un día sidéreo más que que el número de días solares medios, y que por ende dura un poco más de 23 horas y 56 minutos.

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Segundos intercalares

Martes, abril 7th, 2009

Clásicamente la definición del segundo ha sido la sesentava parte de un minuto. Sin embargo, es sabido que la rotación de la Tierra no tiene una duración uniforme, sino que ésta se va ralentizando, principalmente a causa del efecto que la Luna produce a través de las mareas. Por ello sus fracciones no poseen una duración constante. Conforme se fue requiriendo más precisión en las medidas hubo que desechar una definición tan simple. Así, si hasta 1967 se establecía el segundo como una parte entre 86400 del día solar medio entre 1750 y 1890, a partir de entonces se decidió determinarlo de modo que resultase independiente de las oscilaciones del movimiento del planeta. Puede parecer algo abstruso, pero hoy el segundo es la duración de 9192631770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio. Y la Decimotercera Conferencia General de Pesos y Medidas continuaba especificando que a nivel del mar, para despreciar efectos relativistas debidos a la gravedad. Con esta definición se eliminan las incertidumbres que pudieran surgir al trabajar con sistemas que requieran gran precisión, como por ejemplo los actuales Sistemas de Posicionamiento Global (GPS), pero surge el inconveniente de que, desechada la idea primera, ahora no todos los minutos habrán de poseer 60 segundos.
Puesto que la medida del tiempo atómico es más precisa que la del astronómico, se hace necesario circunstancialmente efectuar leves reajustes, lo cual se consigue añadiendo o eliminado (hasta ahora sólo ha sido preciso lo primero) lo que se denomina segundos intercalares. Se trata de un segundo adicional que se introduce (o roba) al terminar los días 30 de junio o 31 de diciembre. Así, en la Nochevieja de 2008 los relojes que miden de acuerdo al Tiempo Universal Coordinado (UTC) marcaron, después de las 23:59:59, las 23:59:60. En España, que sigue el huso UTC+1, este segundo adicional se introdujo una hora más tarde. Tales rectificaciones se vienen realizando de la forma explicada desde 1972, si bien desde unos años antes se efectuaban ajustes similares. La decisión de introducir un segundo intercalar la toma el Servicio Internacional de Rotación de la Tierra y Sistemas de Referencia.

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