Medición del tiempo

1986/08/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika
• Astronomia

Al hablar de la aparición de las estaciones en el número anterior, tratamos de desentrañar la causa y las particularidades más importantes del fenómeno. A pesar de que el día y el año se mencionaron con frecuencia, no se analizó su duración. La medición del tiempo será el problema básico de la Astronomía que ahora vamos a tratar de analizar y en una próxima ocasión nos ocuparemos de los detalles de la organización del calendario que utilizamos en Occidente.

Los movimientos periódicos utilizados tradicionalmente para medir el tiempo han sido el giro de la Tierra, su traslación alrededor del Sol y la traslación a la Tierra de la Luna. Así, se han considerado como unidades de tiempo el día, el año y el mes respectivamente. Intentemos ahora definir estos conceptos con mayor precisión de lo que usamos diariamente.

Como es de esperar, necesitamos unas referencias para la medición del tiempo. Uno de ellos será el punto aries que se define a continuación. Este punto de Aries, también llamado de primavera, es conocido, como veremos, por estar relacionado con el comienzo de la primavera en el hemisferio norte. En concreto, el punto Aries es el punto que obtenemos proyectando el centro del Sol en la amasada cuando se produce este fenómeno. (Ver figura 1). El otro extremo de esta recta, el de otoño, es la libra o el punto euro.

Sin embargo, el análisis de los problemas en los que intervienen la Tierra y el Sol se realiza generalmente no utilizando el sistema que hemos representado en la primera figura, sino el sistema geocéntrico. Como se puede apreciar en la figura 2, la Tierra la consideraremos en el centro, con el eje de giro en vertical y el ecuador en amasado. Desde este punto de vista, el Sol es el proyectado en masa que, formando la Eclíptica, vemos desplazarnos alrededor de la Tierra a lo largo del año. Como sabemos, cuando comienzan la primavera y el otoño, el Sol está por lo tanto sobre el ecuador, y los puntos de euro son los puntos de corte entre el ecuador y la eclíptica.

el motivo por el que se llama aries al punto es histórico. Cuando se denominaron constelaciones zodiacales (es decir, constelaciones que rodean a la eclíptica en el amarre), hace unos 2000 años, el punto (es decir, el Sol el día de primavera) se encontraba en la constelación de Aries. Por eso se llama. De todas formas (hay que decir) el punto se mueve en el amasado y actualmente se encuentra en Piscis, aunque en general se dice que la primavera comienza cuando el Sol entra en Aries sin tener en cuenta este cambio.

El movimiento de los equinoccios mencionados (precesión de los equinoccios) se debe a que la Tierra está pisada en los polos. Esta opresión aumenta el radio en el ecuador. Por lo tanto, la atracción de la Luna y el Sol llevan al ecuador a unirse a la eclíptica, con un ángulo de 23°27" que tiende a disminuir. Por otra parte, en lugar de que el polo mantenga la dirección, describe un cono de ángulo antes mencionado alrededor de la unión de la eclíptica, como lo hace el eje de una peonza cuando va a terminar el movimiento (Ver figura 3). El período del movimiento es de unos 25.770 años. Esto supone un movimiento anual de 50,29". Al cambiar el plano del ecuador con el polo, el punto también se mueve 50,29" al año.

Por lo tanto, podemos empezar a diferenciar el día estrellado-solar. Si utilizamos una estrella como referencia para medir la duración del giro de la Tierra, entonces estamos limitando el estrellato. Es decir, el día estrellada es el tiempo que tarda una estrella en recorrer dos pasos consecutivos por encima del meridiano de un punto. El día soleado es el que se obtiene tomando como referencia el Sol.

Como se puede apreciar en la figura 4, este segundo día es algo más largo que el estrellato. Supongamos que la estrella elegida para medir el día estrellada, el Sol y la Tierra están alineados en un momento dado y los dos primeros están situados en el meridiano correspondiente al punto P de la Tierra. La Tierra, al alcanzar 2 puntos por traslación y movimiento de giro, al estar la estrella en infinito, volvería a ocupar el meridiano del punto P, pero tendría que girar un poco más para que el Sol estuviera sobre la P.

Aunque en astronomía el día estrella tiene varios usos, en nuestra vida diaria debemos utilizar el día soleado. Si no, no irían la noche ni el día con la luz y el día no siempre comenzaría a media noche. Entenderemos este problema con la ayuda de la figura 5. Supongamos que la Tierra está en el punto 1. En ese momento en el punto P comienzan el día estrellado-soleado, es decir, son los 0 y es mediodía. A medida que pasan los meses los dos días se van desfasando y cuando el día estrella tiene que empezar en 2 posiciones, el Sol sale. Después de medio año, el comienzo del día estrella, los 0, se produce a media noche. Como hemos dicho, la hora oficial debe basarse en el día solar.

Sin embargo, el día soleado tampoco es el más adecuado para medir el tiempo, ya que no es siempre el mismo. Como es sabido, la velocidad de traslación de la Tierra no es siempre la misma, es mayor en el perihelio. Según la segunda ley de Kepler, el vector radio debe ocupar las mismas superficies en tiempos iguales. Por ello, el arco que circula un día cuando la Tierra está en el perihelio es mayor, por lo que también es mayor el ángulo y el día. Para superar este problema definimos un día soleado medio, siempre igual y dividido en 24 horas. Así las cosas, el día estrellado tiene una media de 23 h 56 m 4,09 s.

Las horas de los fenómenos astronómicos se realizan generalmente con el tiempo universal (UT). El tiempo universal es la hora con respecto al sol de Greenwich, es decir, restando una o dos horas oficiales, según la época del año.

Fijemos ahora los tipos de años. Al igual que a la hora de definir el día, debemos fijar las referencias en primer lugar. Si tomamos como referencia una estrella fija, obtenemos el año estrellado: El tiempo que tarda el Sol, la Tierra y la estrella en ocupar la misma posición relativa en dos períodos consecutivos, es decir, el tiempo que tarda la Tierra en formar un ángulo de 360° alrededor del Sol. El año trópico se define del mismo modo, pero tomando como referencia el punto.

El año trópico es un poco más corto que el estrellato porque la precesión mueve el punto en dirección contraria al movimiento del Sol. Por eso el Sol, al completar la gira, encuentra el punto 50,29" más adelante. En concreto, el año estrella dura 365 días 6 horas 9 minutos y 10,1 segundos y el trópico 365 días 5 horas 48 minutos y 47,5 segundos.

Para la elaboración del calendario se utiliza el año trópico, que acompaña a las estaciones. El uso de un estrellado supondría un adelanto de las estaciones de unos 20 minutos cada año y un desfase que se acumularía a lo largo de los siglos, como es el caso de la organización de las labores agrícolas.