Fernando Burón
Well-known member
Este post pretende que todos aprendamos algo acerca de cómo se establece la medida del tiempo.
Infinitas Gracias al amigo Lumber que pegará las fotos en el lugar correspondiente y que se ha preocupado de revisar el texto.
LA ASTRONOMÍA y LA MEDIDA DEL TIEMPO - Parte I .
En el sistema internacional de Medidas MKS ó CGS corresponde a Metro, Kilo y Segundo ó Centímetro, Gramo y Segundo, respectivamente.
Nuestro interés principal es obviamente el Tiempo , cuya unidad es el Segundo, sin embargo desde sus orígenes el hombre ha medido el paso del tiempo en Días.
En un principio el día era el lapso entre la salida y la puesta del Sol, ello hasta el siglo XVIII , este día (horas de luminosidad-Sol) se dividía en 12 horas que producían por lo tanto horas desiguales durante el año configurándose horas cortas en invierno y horas largas en verano.
Los egipcios creían que el firmamento era una Diosa llamada Nut, que arqueaba su cuerpo sobre la Tierra , y que el Sol era un Dios llamado Ra. Cada atardecer Nut se tragaba a Ra, el Sol que se ponía, y cada amanecer lo paría, haciéndolo renacer.
Junto con el advenimiento de la astronomía como Ciencia a partir de Nicolás Copérnico, Johannes Képler y Galileo Galilei ; se estableció la medida del tiempo y su base , el día .
Hoy usamos la palabra “dia” para describir las 24 horas transcurridas desde una medianoche hasta la próxima , y para nombrar el período de luz natural entre la salida y la puesta del Sol.
El tiempo durante el cual el sol se encuentra bajo el horizonte se llama noche. Ambos, día y noche no son rigurosamente iguales y, varían en extensión según la Latitud terrestre y la época del año, por lo que se debió recurrir a un fenómeno natural que permitiera estandarizar el día y calibrar los mecanismos de relojería que gradualmente el hombre fue desarrollando para llevar un registro del paso del tiempo.
Día estelar: Se denomina Día Estelar o Sideral el intervalo de tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos de una estrella por el mismo meridiano terrestre, o lo que es lo mismo el tiempo que emplea la esfera celeste en efectuar una revolución alrededor del eje del mundo.
El día sideral se divide en 24 horas siderales, cada una de las cuáles se subdivide en 60 minutos y éstos a su vez en 60 segundos siderales. Este día es completamente arbitrario, pudiendo ser elegido como tal el paso por el meridiano de una estrella conocida cualquiera.
En astronomía se utilizan diversas especies de horas o de tiempo, el tiempo sideral, el tiempo solar verdadero y el tiempo medio que es el que indican nuestros relojes.
Según las Leyes del movimiento aparente diurno de la bóveda celeste, resulta que la velocidad angular del movimiento de rotación de la esfera celeste es constante, de modo que el ángulo horario de una estrella cualquiera varía proporcionalmente con el tiempo. Resulta así que el ángulo horario de una estrella o de un punto fijo cualquiera de la esfera celeste , por variar proporcionalmente con el tiempo es uno de los fenómenos naturales más adecuados para medir el transcurso del tiempo.
Obviamente para llegar a la unidad básica, el segundo, se parte del día, 24 horas, 1440 minutos, 86400 segundos y cada segundo con una duración algo mayor que un latido. El día está definido naturalmente para las actividades humanas por el movimiento del Sol a través del cielo y un buen punto de referencia es el mediodía, la hora en la que el Sol está en el punto más alto (o más distante del horizonte) y también está exactamente al sur o al norte del observador. La línea curva en proyección sobre la esfera celeste en el mediodía se denomina Meridiano.
"Un día" puede, por esto, definirse adecuadamente como el tiempo transcurrido entre un mediodía y el siguiente y permite dividir el día en horas y en unidades menores. El mediodía es la hora en la que la sombra apunta exactamente al sur o al norte y es más corta.
Un reloj de Sol puede seguir el movimiento del Sol en el cielo por la sombra de una varilla o aleta ("Gnomon") que apunte hacia el polo celestial (Astronómico).
Reloj Solar
¿Cuál es, entonces, el periodo de rotación de la Tierra alrededor de su eje? ¿Un día?, No exactamente.
Supongamos que observamos una estrella en el cielo, por ejemplo Sirio, la más brillante ubicada en la Constelación del Can Mayor, una rotación completa de la Tierra es el tiempo que necesita la estrella para volver a su posición de inicio (por supuesto, nos movemos nosotros, no la estrella). Esto es casi la definición de día, pero con una gran diferencia: para el día el punto de referencia no es una estrella fija en el firmamento, sino el Sol, que cambia ligeramente su posición en el cielo. Durante el año el Sol traza un círculo completo alrededor del cielo, de tal forma que si llevamos una cuenta separada de los "días Sirio" y los "días Sol", al final del año diferirán 1 día. Obtendremos 366, 2422 "días Sirio" por solo 365, 2422 "días Sol".
Sirio , con una magnitud -1,6 es la estrella más brillante de la bóveda celeste.
Así el "día estelar" (día sideral) es el que fija el periodo de rotación de la Tierra y es, unos 4 minutos mayor que 24 horas solares. Un mecanismo cronométrico diseñado para mover un telescopio siguiendo a las estrellas, da un giro completo cada día sideral.
Los relojes que conocemos y usamos, están basados en el día solar medio porque la duración de mediodía a mediodía puede variar debido al movimiento de la Tierra en su órbita alrededor del Sol. Según las leyes de Képler esa órbita es ligeramente elíptica. La distancia del Sol, por consiguiente, varía ligeramente y según la 2ª ley de Képler, se acelera el movimiento cuando está más cercana al Sol y se desacelera cuando se aleja. Tales variaciones pueden hacer que el día solar difiera hasta en unos 15 minutos respecto del día sideral, dependiendo de la posición relativa de la Tierra en su órbita alrededor del Sol.
Es así como se define el Día Solar Verdadero el intervalo de tiempo transcurrido entre dos mediodías verdaderos, esto es, entre dos culminaciones superiores y consecutivas del Sol, se divide en 24 horas que se cuentan de 0 a 24 a partir del mediodía verdadero.
Se ha comprobado que los días solares y, por lo tanto las horas solares no son rigurosamente iguales entre sí, debido a las dos causas ya reseñadas:
Sol Medio: Dadas las dificultades e inconvenientes que presenta la medida del tiempo mediante el Sol Verdadero, se ha ideado un segundo Sol , ficticio, denominado Sol Medio, que recorre el Ecuador Celeste con movimiento uniforme de modo que su ascensión recta varía proporcionalmente al tiempo y es constantemente igual a la longitud media del Sol Verdadero.
Día Solar Medio: Se denomina día Solar Medio el intervalo de tiempo transcurrido entre dos culminaciones consecutivas del Sol Medio. Comienza en el instante del paso superior del Sol Medio por el Meridiano del lugar, instante que se denomina “mediodía medio astronómico” y se divide en 24 horas medias.
Tiempo Medio Astronómico: Es el ángulo horario del Sol Medio en el instante considerado, los relojes corrientes están coordinados conforme con este tiempo.
No es extraño pues que muchas casas relojeras plasmen en sus Logos aspectos estelares, como Estrellas (Zenith) , Observatorios astronómicos (Omega), etc. y que, para certificar los más precisos cronómetros se recurra a los observatorios astronómicos, como el de Neuchatel , el de París o el de Greenwich.
Logo de Zenith
Logo de la Casa Omega
Ecuación del Tiempo.
El tiempo verdadero puede ser determinado observando la posición del Sol verdadero, no así el tiempo medio, que debe ser calculado porque está determinado por la posición del Sol Medio, que es imaginario o ficticio.
Se denomina Ecuación del Tiempo, G , a la diferencia del Tiempo Medio Tm menos el Tiempo verdadero Tv :
G = Tm – Tv de dónde se deduce:
Tm = Tv + G
Es decir que el Tiempo medio corresponde al Tiempo Verdadero más la Ecuación del Tiempo.
La Ecuación del Tiempo G puede ser positiva o negativa, o sea que el Sol Medio puede seguir o preceder al Sol verdadero durante el movimiento anual de ambos alrededor de la Tierra.
La Ecuación del Tiempo varía durante el transcurso del año, así a las 0h de Greenwich del día 1º de Enero la Ecuación del Tiempo G es de +2min 58 seg . aproximadamente; el 1º de Junio G es de – 2 Min. 24,20 seg y, al 1º de Noviembre G equivale a – 16 Min. 20,31 seg.
Estos valores debieran dar que pensar a todo aquel que pretenda tener un reloj exquisitamente preciso.
El Sol medio y el verdadero coinciden sólo 4 veces en el año en su paso por el meridiano, con G nula, esto es el 15 de Abril, el 13 de Junio , 1º de Septiembre y 26 de Diciembre.
Cronómetros y péndulos astronómicos: Uno de los instrumentos más importantes de todo observatorio astronómico, junto con el anteojo astronómico, es el Reloj, que puede ser a péndulo o cronómetro.
El reloj a péndulo inventado a partir de las mediciones del isocronismo del péndulo, realizado por Galileo (1641) , consiste en un aparato que mide el tiempo indicando en un círculo graduado o esfera las oscilaciones realizadas por un péndulo, ello fue realizado por el holandés Christiaan Huygens hacia 1650 , aunque impropiamente se le haya atribuido a Galileo quién nunca fabricó un reloj. (*)
En los relojes astronómicos se le da al péndulo un período de dos segundos, aunque ello es arbitrario, siendo imprescindible que todas las oscilaciones tengan exactamente la misma duración.
ESQUEMA Nº 2 EL RELOJ A PENDULO DE GALILEO (*)
La esfera del reloj y el movimiento de las manecillas:
El movimiento aparente de la Esfera Celeste es un Movimiento retrógrado.
Todos los astros, aparecen por el Oriente y se ocultan por Occidente, de modo que para un observador situado en el Centro de la Tierra y dispuesto de modo que su cabeza esté dirigida hacia el Polo Norte (astronómico) y sus pies hacia el Polo Sur, los astros se mueven de izquierda a derecha, sentido que se ha convenido en llamar "retrógrado" y, que es el mismo sentido que se adoptó tuvieran las agujas del reloj en su giro. Así, desde el primer reloj de Huygens todos los relojes por convención miden el transcurso del tiempo conforme al Movimiento Retrógrado, que ha devenido en llamarse “movimiento en el sentido de las manecillas del reloj” (en un círculo , el radio gira de izquierda a derecha).
Para organizar el paso del tiempo en días, para cada Meridiano (Huso Horario) se define el día como las 24 horas transcurridas desde una medianoche hasta la próxima.
Desde 1884 el mundo ha medido el tiempo a partir del Primer Meridiano, que pasa a través de Greenwich, Londres. Un meridiano es una línea imaginaria de longitud terrestre, que se extiende de polo a polo, Greenwich marca los 0 grados de longitud, y la hora local es conocida como Hora Promedio de Greenwich (GMT) u Hora Universal (UT). Al trasladarse hacia el Oeste y cruzar 15 grados de longitud, se está trasladando a un nuevo huso horario y se debe atrasar el reloj en 1 hora, a la inversa al ir hacia el Este 15 grados , se debe adelantar el reloj en 1 hora. Para todo el globo terráqueo existe 24 husos horarios, que reflejan las 24 horas del día. La Oficina Internacional de la Hora en París coordina las señales horarias u Horario Universal Coordinado utilizando relojes atómicos para enviar señales exactas en “un milisegundo”.
Este trabajo se ha desarrollado a partir de la siguiente Bibliografía:
1. Time . Paul Bennet. 1999. ticktock Publishing Ltd. UK.
2. Cosmografía. Florencio Charola. Ed. Kapelusz. B.Aires. 1959.
Infinitas Gracias al amigo Lumber que pegará las fotos en el lugar correspondiente y que se ha preocupado de revisar el texto.
LA ASTRONOMÍA y LA MEDIDA DEL TIEMPO - Parte I .
En el sistema internacional de Medidas MKS ó CGS corresponde a Metro, Kilo y Segundo ó Centímetro, Gramo y Segundo, respectivamente.
Nuestro interés principal es obviamente el Tiempo , cuya unidad es el Segundo, sin embargo desde sus orígenes el hombre ha medido el paso del tiempo en Días.
En un principio el día era el lapso entre la salida y la puesta del Sol, ello hasta el siglo XVIII , este día (horas de luminosidad-Sol) se dividía en 12 horas que producían por lo tanto horas desiguales durante el año configurándose horas cortas en invierno y horas largas en verano.
Los egipcios creían que el firmamento era una Diosa llamada Nut, que arqueaba su cuerpo sobre la Tierra , y que el Sol era un Dios llamado Ra. Cada atardecer Nut se tragaba a Ra, el Sol que se ponía, y cada amanecer lo paría, haciéndolo renacer.
Junto con el advenimiento de la astronomía como Ciencia a partir de Nicolás Copérnico, Johannes Képler y Galileo Galilei ; se estableció la medida del tiempo y su base , el día .
Hoy usamos la palabra “dia” para describir las 24 horas transcurridas desde una medianoche hasta la próxima , y para nombrar el período de luz natural entre la salida y la puesta del Sol.
El tiempo durante el cual el sol se encuentra bajo el horizonte se llama noche. Ambos, día y noche no son rigurosamente iguales y, varían en extensión según la Latitud terrestre y la época del año, por lo que se debió recurrir a un fenómeno natural que permitiera estandarizar el día y calibrar los mecanismos de relojería que gradualmente el hombre fue desarrollando para llevar un registro del paso del tiempo.
Día estelar: Se denomina Día Estelar o Sideral el intervalo de tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos de una estrella por el mismo meridiano terrestre, o lo que es lo mismo el tiempo que emplea la esfera celeste en efectuar una revolución alrededor del eje del mundo.
El día sideral se divide en 24 horas siderales, cada una de las cuáles se subdivide en 60 minutos y éstos a su vez en 60 segundos siderales. Este día es completamente arbitrario, pudiendo ser elegido como tal el paso por el meridiano de una estrella conocida cualquiera.
En astronomía se utilizan diversas especies de horas o de tiempo, el tiempo sideral, el tiempo solar verdadero y el tiempo medio que es el que indican nuestros relojes.
Según las Leyes del movimiento aparente diurno de la bóveda celeste, resulta que la velocidad angular del movimiento de rotación de la esfera celeste es constante, de modo que el ángulo horario de una estrella cualquiera varía proporcionalmente con el tiempo. Resulta así que el ángulo horario de una estrella o de un punto fijo cualquiera de la esfera celeste , por variar proporcionalmente con el tiempo es uno de los fenómenos naturales más adecuados para medir el transcurso del tiempo.
Obviamente para llegar a la unidad básica, el segundo, se parte del día, 24 horas, 1440 minutos, 86400 segundos y cada segundo con una duración algo mayor que un latido. El día está definido naturalmente para las actividades humanas por el movimiento del Sol a través del cielo y un buen punto de referencia es el mediodía, la hora en la que el Sol está en el punto más alto (o más distante del horizonte) y también está exactamente al sur o al norte del observador. La línea curva en proyección sobre la esfera celeste en el mediodía se denomina Meridiano.
"Un día" puede, por esto, definirse adecuadamente como el tiempo transcurrido entre un mediodía y el siguiente y permite dividir el día en horas y en unidades menores. El mediodía es la hora en la que la sombra apunta exactamente al sur o al norte y es más corta.
Un reloj de Sol puede seguir el movimiento del Sol en el cielo por la sombra de una varilla o aleta ("Gnomon") que apunte hacia el polo celestial (Astronómico).
Reloj Solar
¿Cuál es, entonces, el periodo de rotación de la Tierra alrededor de su eje? ¿Un día?, No exactamente.
Supongamos que observamos una estrella en el cielo, por ejemplo Sirio, la más brillante ubicada en la Constelación del Can Mayor, una rotación completa de la Tierra es el tiempo que necesita la estrella para volver a su posición de inicio (por supuesto, nos movemos nosotros, no la estrella). Esto es casi la definición de día, pero con una gran diferencia: para el día el punto de referencia no es una estrella fija en el firmamento, sino el Sol, que cambia ligeramente su posición en el cielo. Durante el año el Sol traza un círculo completo alrededor del cielo, de tal forma que si llevamos una cuenta separada de los "días Sirio" y los "días Sol", al final del año diferirán 1 día. Obtendremos 366, 2422 "días Sirio" por solo 365, 2422 "días Sol".
Sirio , con una magnitud -1,6 es la estrella más brillante de la bóveda celeste.
Así el "día estelar" (día sideral) es el que fija el periodo de rotación de la Tierra y es, unos 4 minutos mayor que 24 horas solares. Un mecanismo cronométrico diseñado para mover un telescopio siguiendo a las estrellas, da un giro completo cada día sideral.
Los relojes que conocemos y usamos, están basados en el día solar medio porque la duración de mediodía a mediodía puede variar debido al movimiento de la Tierra en su órbita alrededor del Sol. Según las leyes de Képler esa órbita es ligeramente elíptica. La distancia del Sol, por consiguiente, varía ligeramente y según la 2ª ley de Képler, se acelera el movimiento cuando está más cercana al Sol y se desacelera cuando se aleja. Tales variaciones pueden hacer que el día solar difiera hasta en unos 15 minutos respecto del día sideral, dependiendo de la posición relativa de la Tierra en su órbita alrededor del Sol.
Es así como se define el Día Solar Verdadero el intervalo de tiempo transcurrido entre dos mediodías verdaderos, esto es, entre dos culminaciones superiores y consecutivas del Sol, se divide en 24 horas que se cuentan de 0 a 24 a partir del mediodía verdadero.
Se ha comprobado que los días solares y, por lo tanto las horas solares no son rigurosamente iguales entre sí, debido a las dos causas ya reseñadas:
Sol Medio: Dadas las dificultades e inconvenientes que presenta la medida del tiempo mediante el Sol Verdadero, se ha ideado un segundo Sol , ficticio, denominado Sol Medio, que recorre el Ecuador Celeste con movimiento uniforme de modo que su ascensión recta varía proporcionalmente al tiempo y es constantemente igual a la longitud media del Sol Verdadero.
Día Solar Medio: Se denomina día Solar Medio el intervalo de tiempo transcurrido entre dos culminaciones consecutivas del Sol Medio. Comienza en el instante del paso superior del Sol Medio por el Meridiano del lugar, instante que se denomina “mediodía medio astronómico” y se divide en 24 horas medias.
Tiempo Medio Astronómico: Es el ángulo horario del Sol Medio en el instante considerado, los relojes corrientes están coordinados conforme con este tiempo.
No es extraño pues que muchas casas relojeras plasmen en sus Logos aspectos estelares, como Estrellas (Zenith) , Observatorios astronómicos (Omega), etc. y que, para certificar los más precisos cronómetros se recurra a los observatorios astronómicos, como el de Neuchatel , el de París o el de Greenwich.
Logo de Zenith
Logo de la Casa Omega
Ecuación del Tiempo.
El tiempo verdadero puede ser determinado observando la posición del Sol verdadero, no así el tiempo medio, que debe ser calculado porque está determinado por la posición del Sol Medio, que es imaginario o ficticio.
Se denomina Ecuación del Tiempo, G , a la diferencia del Tiempo Medio Tm menos el Tiempo verdadero Tv :
G = Tm – Tv de dónde se deduce:
Tm = Tv + G
Es decir que el Tiempo medio corresponde al Tiempo Verdadero más la Ecuación del Tiempo.
La Ecuación del Tiempo G puede ser positiva o negativa, o sea que el Sol Medio puede seguir o preceder al Sol verdadero durante el movimiento anual de ambos alrededor de la Tierra.
La Ecuación del Tiempo varía durante el transcurso del año, así a las 0h de Greenwich del día 1º de Enero la Ecuación del Tiempo G es de +2min 58 seg . aproximadamente; el 1º de Junio G es de – 2 Min. 24,20 seg y, al 1º de Noviembre G equivale a – 16 Min. 20,31 seg.
Estos valores debieran dar que pensar a todo aquel que pretenda tener un reloj exquisitamente preciso.
El Sol medio y el verdadero coinciden sólo 4 veces en el año en su paso por el meridiano, con G nula, esto es el 15 de Abril, el 13 de Junio , 1º de Septiembre y 26 de Diciembre.
Cronómetros y péndulos astronómicos: Uno de los instrumentos más importantes de todo observatorio astronómico, junto con el anteojo astronómico, es el Reloj, que puede ser a péndulo o cronómetro.
El reloj a péndulo inventado a partir de las mediciones del isocronismo del péndulo, realizado por Galileo (1641) , consiste en un aparato que mide el tiempo indicando en un círculo graduado o esfera las oscilaciones realizadas por un péndulo, ello fue realizado por el holandés Christiaan Huygens hacia 1650 , aunque impropiamente se le haya atribuido a Galileo quién nunca fabricó un reloj. (*)
En los relojes astronómicos se le da al péndulo un período de dos segundos, aunque ello es arbitrario, siendo imprescindible que todas las oscilaciones tengan exactamente la misma duración.
ESQUEMA Nº 2 EL RELOJ A PENDULO DE GALILEO (*)
La esfera del reloj y el movimiento de las manecillas:
El movimiento aparente de la Esfera Celeste es un Movimiento retrógrado.
Todos los astros, aparecen por el Oriente y se ocultan por Occidente, de modo que para un observador situado en el Centro de la Tierra y dispuesto de modo que su cabeza esté dirigida hacia el Polo Norte (astronómico) y sus pies hacia el Polo Sur, los astros se mueven de izquierda a derecha, sentido que se ha convenido en llamar "retrógrado" y, que es el mismo sentido que se adoptó tuvieran las agujas del reloj en su giro. Así, desde el primer reloj de Huygens todos los relojes por convención miden el transcurso del tiempo conforme al Movimiento Retrógrado, que ha devenido en llamarse “movimiento en el sentido de las manecillas del reloj” (en un círculo , el radio gira de izquierda a derecha).
Para organizar el paso del tiempo en días, para cada Meridiano (Huso Horario) se define el día como las 24 horas transcurridas desde una medianoche hasta la próxima.
Desde 1884 el mundo ha medido el tiempo a partir del Primer Meridiano, que pasa a través de Greenwich, Londres. Un meridiano es una línea imaginaria de longitud terrestre, que se extiende de polo a polo, Greenwich marca los 0 grados de longitud, y la hora local es conocida como Hora Promedio de Greenwich (GMT) u Hora Universal (UT). Al trasladarse hacia el Oeste y cruzar 15 grados de longitud, se está trasladando a un nuevo huso horario y se debe atrasar el reloj en 1 hora, a la inversa al ir hacia el Este 15 grados , se debe adelantar el reloj en 1 hora. Para todo el globo terráqueo existe 24 husos horarios, que reflejan las 24 horas del día. La Oficina Internacional de la Hora en París coordina las señales horarias u Horario Universal Coordinado utilizando relojes atómicos para enviar señales exactas en “un milisegundo”.
Este trabajo se ha desarrollado a partir de la siguiente Bibliografía:
1. Time . Paul Bennet. 1999. ticktock Publishing Ltd. UK.
2. Cosmografía. Florencio Charola. Ed. Kapelusz. B.Aires. 1959.
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