Un poco de historia de la medición del tiempo

La medición de tiempo es seguramente la actividad de medición más antigua en la historia de la humanidad. En los primeros años del ser humano, su supervivencia dependió de alguna manera, del conocimiento del inicio de los ciclos de lluvia, sequía, frío y calor.

El movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol fue utilizado para medir el tiempo. Aún con diversas limitaciones sobre el conocimiento del movimiento de los astros, el método de medición astronómico dio origen a los calendarios precursores de nuestro calendario gregoriano.

En América los años se determinaban en el Calendario Azteca a partir de cuatro signos: los años Casa (Calli Xihuitl) comienzan a media noche, los años Conejo (Tochtli Xihuitl) comienzan al amanecer, los años Carrizo (Acatl Xihuitl) comienzan al medio día y los años Pedernal (Tecpatl Xihuitl) inician al caer la tarde.

En Europa, hacia el siglo VII a.C., en el naciente imperio romano se introdujo un calendario que tenía 10 meses con 304 días, cuyo principio de un año iniciaba en marzo. Enero y febrero fueron introducidos posteriormente. Debido a que los meses tenían 29 o 30 días, era necesario intercalar un mes adicional cada dos años. El calendario romano se hizo confuso enormemente cuando los funcionarios responsables de realizar las modificaciones al calendario, abusaron de su autoridad para prolongar sus cargos o para adelantar o retrasar fechas importantes.

Otro calendario que es importante mencionar es el de Francia, el cual tenía meses de tres semanas, semanas de 10 días, días de 10 horas, horas de 100 minutos y minutos de 100 segundos. Este calendario se mantuvo por 13 años hasta que Napoleón implantó el calendario gregoriano.

En 1875 se reunieron representantes de varios países en París, Francia, para firmar el Tratado del Metro, que es un acuerdo diplomático mediante el cual se estableció el sistema métrico decimal como el único sistema de medición de aplicación internacional. México se unió a este Tratado el 30 de diciembre de 1890. En dicho sistema de medición se establece el segundo como la unidad de medición de tiempo.

El Tiempo Universal Coordinado (UTC) es la zona horaria de referencia, respecto a la cual se calculan todas las otras zonas del mundo y es una escala de tiempo que se obtiene mediante un algoritmo matemático que contiene mediciones de cientos de relojes atómicos y se utiliza para ajustar todos los relojes que usamos cotidianamente.

A inicios de la década de los 70s se establecieron el Tiempo Atómico Internacional, TAI y la escala de Tiempo Universal Coordinado, UTC. Esta última es usada como referencia para el establecimiento de los husos horarios a nivel internacional. A los experimentos de medición que reproducen el segundo de acuerdo con la definición de la unidad de tiempo de 1967, se les suele llamar relojes atómicos.

Los relojes atómicos

En los 70s, los primeros relojes atómicos permitían que la unidad de tiempo fuera realizada experimentalmente con una incertidumbre de medición del orden de algunas partes en 1013; en los 80s la incertidumbre de medición disminuyó a algunas partes en 1014; para la década de los 90s la incertidumbre de medición en la realización experimental del segundo se había reducido al nivel de partes en 1015.

En la primera década del siglo XXI se desarrollaron las técnicas de manipulación de átomos con luz, mejorándose la capacidad de medición en algunas partes en 1016. Con esta tendencia, se espera que en 20 años la realización de la unidad de tiempo tendrá una incertidumbre de medición cercana a algunas partes en 1018.

Con el objeto de disminuir la incertidumbre del patrón nacional de tiempo, el CENAM realiza un proyecto para la construcción de un reloj atómico, utilizando técnicas de enfriamiento de átomos de cesio por luz láser de 852 nm, en el cual se estima conseguir una incertidumbre relativa del orden de 1×1015

Con el uso de relojes atómicos es posible medir la duración del año astronómico con muy alta exactitud. Si se considera que un año es el intervalo de tiempo que necesita la Tierra para completar una vuelta alrededor del Sol, no hay razón suficiente para que el año se cumpla estrictamente los días 31 de diciembre a las 12 de la noche, sino que es posible que un año astronómico se complete un poco antes o poco después de la medianoche de los días 31 de diciembre.

Con el apoyo de relojes atómicos situados en diversos laboratorios de metrología en todo el mundo, la comunidad científica internacional puede corregir la duración del año agregando un segundo bisiesto en años determinados. En nuestro país este reloj está ubicado en el Centro Nacional de Metrología (CENAM).

 

Reloj atómico del CENAM

 

El organismo que se encarga de decidir si se realiza un aumento o disminución es el Servicio Internacional de Rotación de la Tierra y Sistemas de Referencia (IERS por sus siglas en inglés).

Cuando es necesario hacer correcciones a la duración de un año a nuestro calendario, el segundo bisiesto se introduce a las 24:00 UTC del 31 de diciembre o el 30 de junio de ese mismo año a las 24:00 UTC, en ese orden de preferencia. Dichas inserciones ocurren, para el caso del huso horario del Centro en México, a las 18:00 del 31 de diciembre o a las 19:00 del 30 de junio.

Desde 1972 hasta la fecha se han realizado 23 de estas correcciones.

La hora oficial

La Hora Oficial de los Estados Unidos Mexicanos se genera en base a la operación de una serie de relojes atómicos ubicados en el Centro Nacional de Metrología. La variabilidad de la Hora Oficial es cercana a 0.03 millonésimas de segundo por año y es independiente de las variaciones en la rotación terrestre.

Si deseas que tus relojes estén sincronizados con la hora oficial puedes verificarlo en la siguiente página http://www.cenam.mx/hora_oficial/

 


Referencia: CENAM. Blog “El reloj atómico del CENAM es casi un millón de veces mejor en medir el tiempo que la rotación de la Tierra” [documento en línea https://www.gob.mx/cenam/articulos/el-reloj-atomico-del-cenam-es-casi-un-millon-de-veces-mejor-en-medir-el-tiempo-que-la-rotacion-de-la-tierra?idiom=es acceso: agosto 2019].

CENAM Blog “El calendario y los relojes atómicos” [documento en línea http://www.cenam.mx/dme/430_Historia%20del%20tiempo.aspx acceso: agosto 2019].


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