El director mundial del tiempo

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¿Corre siempre el tiempo al mismo paso?

Cuando 2008 se convierta en 2009 al final de este mes, se añadirá un segundo a cada reloj. Pero, ¿quién decide qué hora es? El profesor Brian Cox se fue a conocer a nuestro cronometrador en jefe: el director mundial del tiempo. 

Algo que damos por sentado es el tiempo. La mañana se torna tarde, el otoño se desliza hacia el invierno y el año se vuelve historia cuando la Tierra completa un viaje más alrededor del Sol.

“ El diciembre de 2008 será más largo que el diciembre de 2007... todo un segundo más largo”.  Pero ¿qué es el tiempo? ¿Cómo se mide su paso? ¿Corre siempre al mismo paso? ¿Tuvo un principio y alguna vez finalizará?

Son preguntas que quizás se ajusten mejor a una clase de filosofía; sin embargo, son inmensamente importantes, no sólo para comprender nuestro lugar en el universo sino también para que el siglo XXI funcione.

Desde transacciones financieras hasta navegación satelital, todo depende de que todos en el planeta acuerden una señal de tiempo única y precisa. Si hay una equivocación, se arriesgan vidas y dinero.

La responsabilidad de asegurar que todos tengamos la hora exacta recae en Dennis McCarthy, especialista en la medición del tiempo del Observatorio Naval de Estados Unidos, el director mundial del tiempo.

Más importante que nunca

Más que nadie, McCarthy aprecia cuán imperiosa es la necesidad de que la población mundial esté sincronizada. Pero, para aquellos que no pasan sus días consultando relojes atómicos, ¿por qué es tan importante saber qué hora es?

Piense, por ejemplo, en cómo funciona el navegador satelital.

Existe una rede de más de 30 satélites orbitando la Tierra que transmiten una señal de tiempo de alta precisión directo al sistema de navegación de un auto.

Esas señales viajan a la velocidad de la luz, que es muy cerca de un pie (o 30 cm) cada mil millonésimas de segundo -o un nanosegundo-.

El viento

Midiendo la diferencia de tiempo entre todas las señales, un navegador satelital puede calcular en qué posición se encuentra en relación con todos esos satélites, y por ende su posición en la Tierra, asumiendo que todos los relojes estén precisamente sincronizados.

Existe una compleja industria detrás de la tarea de mantener al mundo sincronizado.

Para garantizar la exactitud del sistema de navegación satelital todos los que lo están usando tienen que coincidir sobre la hora con variaciones que no excedan los 16 nanosegundos. ¿Qué tan difícil es?

Hasta 1967 el segundo se definía valiéndose del movimiento de la Tierra. Ello quizás concuerda con nuestra intuición. La Tierra rota una vez en su propio eje cada 24 horas, y hay 3.600 segundos en cada hora.

Eso estaría bien si la Tierra fuera puntual, pero no lo es.

La velocidad de la rotación de la Tierra cambia cada día miles de nanosegundos, debido, en gran parte, al viento.

Cuando el viento choca con las cordilleras, acelera o frena la velocidad de la vuelta de la tierra firme, lo que transfiere ese giro a la atmósfera.

En el curso de miles de días, esos cambios en la velocidad de la rotación puede implicar que la Tierra se desfase en relación con los relojes atómicos de alta precisión que usamos.

Segundo bisiesto

Y es entonces que entra McCarthy a escena.

Basado en la capital estadounidense, Washington, la misión de Dennis McCarthy es vigilar las pequeñas variaciones de la rotación del planeta y añadir o sustraer "segundos bisiestos".

El próximo será añadido el 31 de diciembre de este año, de manera que el diciembre de 2008 será más largo que el diciembre de 2007... todo un segundo más largo.

“ La velocidad de la rotación de la Tierra cambia cada día miles de nanosegundos, debido, en gran parte, al viento”.

El director del tiempo trabaja en el igual de pomposamente nombrado Servicio Internacional de Rotación de la Tierra y Sistemas de Referencia.

Allá llega la información sobre la rotación del planeta enviada desde una serie de observatorios en todo el mundo que calculan en cuál es la posición exacta de la Tierra según un cuadriculado construido con objetos astronómicos distantes y extremadamente brillantes, conocidos como quásares.

Estos son galaxias distantes, algunas a más de 10.000 millones de años luz de distancia, alimentados por agujeros negros supermasivos que se devoran sistemas galácticos enteros y brillan con la luz de un billón de soles.

Debido a que son tan distantes, su posición en el firmamento es absolutamente fija en relación con la Tierra de manera que son un sistema de referencia precisa y constante con el cual se puede medir el grado de rotación del globo y así mantener nuestros relojes sincronizados con la rotación de la Tierra.

"Tenemos varios relojes en el observatorio naval, localizados en este terreno", dice McCarthy mientras me muestra las instalaciones en Washington.

9.000 millones de tics por segundo

"El reloj atómico transmite una señal electrónica que es esencialmente análoga al tic-tac de un reloj de péndulo... que hace tic cada segundo o cada dos", le dice a la BBC McCarthy.

Hasta 1967 el segundo se definía valiéndose del movimiento de la Tierra.

"En este caso, provee algo que va a 9.000 millones por segundo, una muy refinada definición del tiempo".

Y si esto no fuera suficiente, hay un problema aún más fundamental cuando se trata de que todo el mundo tenga la hora correcta.

En 1905, la teoría de la relatividad de Albert Einstein mostró que no existe el tiempo absoluto.

Todos los relojes en todo el universo marcan el tiempo a un ritmo distinto.

Para la navegación satelital eso es un asunto serio pues resulta que los relojes de los satélites se desfasan casi 40.000 nanosegundos diariamente en relación con los relojes en tierra firme pues están muy lejos de la superficie y por ello su campo gravitacional es más débil, además de que se están moviendo rápidamente, en comparación con la Tierra.

40.000 nanosegundos son 40.000 pies -casi 12.200 metros-, así que imagínese el problema. Las ecuaciones que Einstein escribió por primera vez en 1905 y 1915 se usan para corregir este cambio temporal, permitiendo que la navegación satelital funcione, que los aviones viajen seguros y que muchos lleguen a la casa de sus familiares a tiempo en Navidad.

Hay una compleja y maravillosa industria detrás de la aparentemente sencilla tarea de mantener al mundo sincronizado.

Fuente: BBC 

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