Tiempo

De EcuRed
Tiempo (magnitud física)
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Concepto:Periodo durante el que tiene lugar una acción o acontecimiento. Dimensión que representa una sucesión de dichas acciones o acontecimientos.

Tiempo. Es una de las magnitudes fundamentales del mundo físico, igual que la Longitud y la Masa. En la actualidad se emplean tres métodos astronómicos para expresar el tiempo. Los dos primeros se basan en la rotación diaria de la tierra sobre su eje, y se refieren al movimiento aparente del Sol (tiempo solar) y de las estrellas (tiempo sidéreo). El tercer método astronómico para medir el tiempo se basa en la Rotación de la tierra en torno al Sol ( Traslación o tiempo de efemérides).

Contenido

Tiempo solar

Desde hace mucho tiempo se emplea el movimiento aparente del Sol en el cielo como base para la medida del tiempo.

Mediodía

En cualquier punto del planeta, cuando el Sol alcanza el punto más alto en el cielo durante ese día, es mediodía.

Meridiano

La línea en dirección Norte-Sur que pasa por el cielo en ese punto se denomina meridiano.

Día

El intervalo entre pasos sucesivos del Sol por el mismo meridiano es un día, que por convenio se divide en 24 horas. Sin embargo, según el tiempo solar la longitud del día no es la misma a lo largo del año debido a las variaciones del movimiento aparente del Sol. La diferencia de duración de las 24 horas de un día en las distintas estaciones puede llegar a ser de 16 minutos. Con la invención de relojes de precisión en el Siglo XVII, estas diferencias empezaron a ser significativas. Por ello se inventó el tiempo solar medio, basado en un sol imaginario que se desplaza de forma uniforme durante todo el año.

Horario Oficial

El horario oficial, basado en el tiempo solar, fue introducido en 1883 por acuerdo internacional para evitar complicaciones en los horarios de trenes cuando cada comunidad empleaba su propia hora solar.

Huso horario

Se dividió la Tierra en 24 husos horarios, partiendo del meridiano de longitud cero, que pasa por el Real Observatorio de Greenwich, en el sur de Inglaterra; los husos se numeran según su distancia al Este o al oeste de Greenwich. Dentro de cada huso horario, todos los relojes deben marcar la misma hora, y entre un huso y el siguiente hay una diferencia de una hora.


En el modelo científico en el que se basan los husos horarios, cada huso abarca 15 grados de longitud. Esto se fundamenta en que la circunferencia terrestre mide 360 grados de longitud y son equivalentes a 24 horas, dividiendo 360 entre 24 partes iguales el resultado es 15 grados por cada hora; sin embargo, los límites de los husos se han adaptado a las fronteras internacionales (o a los límites regionales en países extensos) para facilitar las actividades comerciales.


En navegación, los relojes se sincronizan frecuentemente con la hora local de Greenwich, denominada GMT por sus siglas en inglés. Los astrónomos usan esencialmente el mismo sistema, aunque lo denominan UTC (siglas en inglés de Coordenadas Temporales Universales).

Tiempo Sidéreo

Como el tiempo solar medio se basa en el movimiento de un sol ficticio, se estableció una posición básica para poder calcular a partir de ella el tiempo medio. Esta posición es el Equinoccio de primavera, un punto imaginario en el cielo. En la práctica, la situación del equinoccio de primavera se halla a partir de la posición de las estrella fijas. El tiempo solar basado en la posición de las estrellas se denomina tiempo sidéreo, y los relojes regulados para registrar este tiempo se llaman relojes sidéreos. Existe una discrepancia en el número total de horas entre el año solar medio y el año sidéreo. La Tierra vuelve a pasar por el equinoccio de primavera cada 365 días, 6 horas, 9 minutos y 9,54 segundos según el tiempo sidéreo medio. Según el tiempo solar medio, transcurren 365 días, 5 horas, 48 minutos y 45,5 segundos: la diferencia es de 20 minutos y 24,04 segundos.


Tiempo de Efemérides

Tanto el tiempo solar como el sidéreo presentan pequeñas imprecisiones debidas a las irregularidades de la rotación de la Tierra en torno a su eje, que muestra variaciones de 1 o 2 segundos anuales. Además, la Tierra se está frenando gradualmente, y el periodo de su órbita aumenta alrededor de una milésima de segundo cada 100 años. Algunas de estas variaciones se pueden tener en cuenta; en otros casos no puede hacerse debido al carácter irregular de las mismas. En 1940 se eliminaron estas dificultades con la introducción del tiempo de efemérides, empleado sobre todo por los astrónomos cuando necesitan la máxima precisión para calcular las posiciones de planetas y estrellas. El tiempo de efemérides se basa en la rotación anual de la Tierra alrededor del Sol, y su posición de base, igual que en el tiempo sidéreo, es el equinoccio de primavera. El uso de tablas matemáticas permite convertir el tiempo de efemérides a tiempo solar medio.

Patrón Científico del Tiempo

Reloj atómico

Algunos relojes atómicos sólo se retrasan o adelantan un segundo cada 200.000 años. Hasta 1955, el patrón científico del tiempo, el segundo, se basaba en el periodo de rotación terrestre, y se definía como 1/86.400 del día solar medio. Cuando se comprobó que la velocidad de rotación de la Tierra, además de ser irregular, estaba decreciendo gradualmente, se hizo necesario redefinir el segundo. En 1955, la Unión Astronómica Internacional definió el segundo como 1/31.556.925,9747 del año solar en curso el 31 de diciembre de 1899. El Comité Internacional de Pesas y Medidas adoptó esa definición el año siguiente. Con la introducción de los relojes atómicos —en particular, con la construcción de un reloj atómico de haz de cesio de alta precisión, en 1955— se hizo posible una medida más precisa del tiempo. El reloj atómico mencionado utiliza la frecuencia de una línea espectral producida por el átomo de cesio 133. En 1967, la medida del segundo en el Sistema Internacional de unidades se definió oficialmente como la duración de 9.192.631.770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133.

Dilatación Temporal

El movimiento y los campos gravitatorios afectan al paso del tiempo. Estos efectos fueron predichos en 1905 por Albert Einstein en la teoría de la relatividad restringida y se observaron en experimentos llevados a cabo en las décadas de 1960 y 1970. En uno de estos experimentos, realizado en 1971, se transportaron relojes atómicos en dos aviones que viajaban a gran velocidad. Uno de ellos volaba hacia el Este, es decir, en el sentido de rotación de la Tierra, y el otro hacia el Oeste. Después del vuelo, los relojes transportados estaban atrasados o adelantados en relación con un reloj atómico que permaneció en tierra según se hubieran desplazado en uno u otro sentido, con lo que se confirmó una de las predicciones de la relatividad.

Fuentes