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El primer minuto de 61 segundos 2002-06-29


Reloj atómico de Boulder, Colorado, USAhttp://www.boulder.nist.gov/timefreq/images/nistf1ph.jpg
Reloj atómico de Boulder Colorado.

El 30 de junio de 1972 se añadió a los relojes atómicos un segundo. Fue la primera vez que se hizo y desde entonces se han ido añadiendo segundos cada, más o menos, un año.

Al final de este texto hay un anexo con las fechas en las que se ha añadido un segundo.

Durante muchos años los relojes más precisos que existían eran el movimiento de la Tierra alrededor de su eje y alrededor del Sol. A partir de ellos se definía todo lo demás relacionado con el tiempo. Una vuelta de la Tierra alrededor del Sol era un año, una vuelta de la Tierra sobre sí misma era un día, que se dividía en 24 horas, la hora en 60 minutos y el minuto en 60 segundos.

Un segundo, en 1900, se definió como: 1/86.400 de un día solar medio.

Esto era suficientemente preciso para las actividades cotidianas; pero poco a poco se fue observando que la Tierra no era el mejor reloj. En verdad la rotación de la Tierra es un poco caprichosa. Las mareas hacen disminuir su giro con cierta regularidad, pero, además hay otras influencias que hacen que la duración de ese giro no sea constante. Las diferencias no son nada que afecte a nuestra vida cotidiana, pero sí puede afectar a la precisión de la navegación, a la posición de los satélites artificiales, etc. Pero como no teníamos nada más preciso teníamos que ?aguantarnos? con ello.

Con el avance del conocimiento del átomo se descubrió un reloj más preciso: la frecuencia de resonancia de ciertos átomos cuando pasaban de un estado a otro. Pero, claro, una cosa es saberlo y otra bastante diferente construirlo. El 1950 el Laboratorio Nacional de Física estadounidense construyó el primer reloj basado esa propiedad de los átomos y por eso se llamó reloj atómico. En su construcción utilizaron átomos de Cesio. Su precisión era tan alta que los organismos de normas internacionales, en 1967, cambiaron la ?vieja? definición de segundo, basada en el movimiento de la Tierra, por esta otra, basada en el átomo de cesio: el segundo, unidad de tiempo del Sistema Internacional de unidades, SI, es la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación asociada a la transición hiperfina del estado base del átomo de cesio 133.

Esta es la definición, con la siguiente observación: el estado base se define con campo magnético cero.

El error de los relojes atómicos basados en el Cesio es de una parte en 10 elevado a trece (una parte en 10 billones).

Los relojes atómicos son mucho más precisos que el giro de la Tierra y suplantaron a ésta en la definición del tiempo Internacional. En 1972 se adoptó una medida universal que utiliza la definición atómica de segundo. A ese tiempo se le llama en todas las lenguas UTC (Tiempo Universal Coordinado).

Dado que la Tierra es un poco díscola y va a su aire; es decir, su giro es mucho más variable que el atómico, hay una cierta discrepancia entre el Tiempo Astronómico (que vamos a llamarlo GMT: Tiempo Medio en Greenwich) y el tiempo atómico UTC.

-¿Qué os parece que es más fácil acelerar o decelerar la Tierra para que se adapte a la hora atómica o adaptar los relojes atómicos para que adapten a las veleidades de la Tierra? No sé qué pensáis vosotros, pero creo que es más fácil adaptar los relojes atómicos.

No sólo me parece a mi, le parece a todo el mundo; así que para que hay sincronía entre los dos tiempos, lo que se hace es controlar con extrema precisión el giro de la Tierra. Se admite que UTC y GMT son correctos si no difieren en más de 0,9 segundos. Si difieren en más de esa cantidad se añade o se quita un segundo a los relojes atómicos.

La primera vez que se hizo la adaptación fue tal día como hoy, el 30 de junio de 1972 a las doce de la noche, con lo que los tiempos UTC y GMT quedaron sincronizados el 1 de julio, tal como dice el anexo 1.

Las siguientes veces que se hicieron, hasta hoy en día, siempre ha sido añadir un segundo, pero debe quedar claro que también podría haber sido restar un segundo. Los detalles podemos verlos en el Anexo 1.

Algunos detalles curiosos podemos verlos en el Anexo 2.


ANEXO 1. Fechas en las que se ha introducido un segundo en los relojes atómicos. Una observación es que aunque en todos los casos reflejados se ha añadido un segundo, se podría haber restado.

01-01-58 Se comenzó con el Tiempo Atómico.
1 41499 07-01-72 Se añadió el primer segundo para sincronizar movimiento de la Tierra con rotación de la Tierra.
2 41683 01-01-73
3 42048 01-01-74
4 42413 01-01-75
5 42778 01-01-76
6 43144 01-01-77
7 43509 01-01-78
8 43874 01-01-79
9 44239 01-01-80
10 44786 07-01-81
11 45151 07-01-82
12 45516 07-01-83
13 46247 07-01-85
14 47161 01-01-88
15 47892 01-01-90
16 48257 01-01-91
17 48804 07-01-92
18 49169 07-01-93
19 49534 07-01-94
20 50083 01-01-96
21 50630 07-01-97
22 51179 01-01-99
No se han introducido segundos de más en 2000, 2001 ni en 2002.

Anexo 2. Algunos detalles curiosos:

La hora atómica (TAI) fue introducida el 1 de enero de 1958 y no se le han añadido ni restado los segundos de sincronización, por lo que en este momento la diferencia entre el TAI incial y el UTC es 32 segundos (el TAI está adelantado).

El GPS, Sistema de Posicionamiento Global, basado en satélites artificiales, que es en realidad un reloj atómico, fue ajustado el 6 de enero de 1980 y desde entonces no se le ha quitado ni añadido ningún segundo, por tanto, el GPS está adelantado 13 segundos frente al UTC.

En estos momentos, el giro de la Tierra, debido a las mareas, está disminuyendo a un ritmo de 2 milisegundos cada día; por tanto, cada 500 días disminuye un segundo.

Enviado por flexarorion a las 08:53 | 3 Comentarios | Enlace


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Comentarios

1
De: Odiseo Fecha: 2002-06-29 11:16

Interesantísimo y sorprendente. Gracias

Por cierto, hay un pequeño error de cálculo o datos en la última frase



2
De: flexarorion Fecha: 2002-06-29 20:52

Muchas gracias por lo que dices. Esto es una pre-publicación (Mañana lo diré por la radio), la enorme ventaja es que los errores, como el que tu me señalas, salen a la luz antes de hacerse demasiado público.

Cambio el texto.

Muchas gracias.



3
De: Filosofía de la ciencia Fecha: 2011-11-16 06:58

Muy interesante el articulo y la web. Esta nota aborda un tema del que realmente no tenía ni idea.



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