Fundación
Centro de Investigaciones de Astronomía
“Francisco J. Duarte”
Orlando Escalona
Olimpiadas Venezolanas de Astronomía
EL TIEMPO Y SU MEDIDA
¡No pasa en vano!
UNIDAD 2:
El tiempo¿Qué es?
I
¿Qué es?
· ¿Qué es? La famosa pregunta de San Agustín: Si nadie me lo pregunta, lo sé, si quiero explicarlo ya no lo sé.
· ¿Fluye?, ¿cómo lo hace un rio?
· ¿Tuvo comienzo? Sí, según los mitos de la creación y el big bang.
· ¿Tendrá un final?, ¿como sugieren algunos modelos cosmológicos?
· ¿Es continuo?, como nos parece percibirlo o, esta continuidad es ¿sólo una elaboración de nuestra mente?
· ¿Se puede alterar el flujo del tiempo? ¿Detener, revertir y viajar al pasado?
· ¿Cuál es el origen de las flechas del tiempo y en qué se parece el tiempo de nuestra experiencia cotidiana al tiempo (o los tiempos) de las teorías físicas?
REFLEXIONES TEMPORALES
DEL TIEMPO DEL MITO AL TIEMPO MATEMÁTICO
RAGO A., Héctor
¿Tiene dirección?
· La flecha psicológica: determinada por la manera en que experimentamos el tiempo.
Flechas del tiempo según los físicos:
· La termodinámica: dos sistemas con temperaturas diferentes y en contacto igualan sus temperaturas.
· La radiativa: las ondas (sonoras, luminosas, de radio...) brotan de la fuente, nunca convergen a ella.
· La gravitacional: evidenciada en la formación de estructuras y en que, por el horizonte de un agujero negro, sólo entran objetos; más, sin embargo, no sale nada del mismo, ni incluso la luz.
· La cosmológica: definida por la expansión del universo.
REFLEXIONES TEMPORALES
DEL TIEMPO DEL MITO AL TIEMPO MATEMÁTICO
RAGO A., Héctor.
Concepción “newtoniana” del tiempo
El tiempo
¡El tiempo clásico anda en línea recta!
Concepción “hawkingniana” del tiempo
El tiempo
¡El tiempo relativista se curva!
Concepción “hawkingniana” del tiempo
¡El tiempo tiene forma de pera!
Tiempo
Espacio
Cono de luz
Radiación de fondo de microondas
¿Cómo se mide el tiempo?
II
Los tiempos primigenios
Reloj egipcio de sombra
Obelisco
Los obeliscos (monumentos delgados, ahusados, de cuatro lados) se construyeron
ya en el año 3500 a C. Sus sombras en movimiento formaban una especie de reloj
de sol que permitía dividir el día en mañana
y tarde. Los obeliscos también mostraban
los días más largos y más cortos del año cuando la sombra al mediodía era la más corta o la más larga.
De Ludwig Borchardt - Die altägyptische Zeitmessung, Dominio público
Reloj egipcio
“En el Lejano Oriente, la fabricación de relojes astronómicos/astrológicos mecanizados se desarrolló entre el 200 a.C y el 1300 d.C. Las clepsidras chinas del siglo III impulsaron la creación de varios mecanismos que ilustraban los fenómenos astronómicos. Una de las torres de reloj más elaboradas fue construida por Su Sung y sus asociados en 1088 d.C. El mecanismo de Su Sung incorporó un escape impulsado por agua inventado alrededor del año 725 d.C. La torre del reloj de Su Sung, de más de 10 metros de altura, poseía una esfera de bronce impulsada por energía mecánica, un globo celeste que giraba automáticamente y cinco paneles frontales con puertas que permitían ver los maniquíes cambiantes que tocaban campanas o gongs y sostenían tabletas indicando la hora u otros momentos especiales del día.”
https://www.nist.gov/pml/time-and-frequency-division/popular-links/walk-through-time
Las clepsidras
Reloj solar del CIDA en el Parque de los Muchachos, Mérida
Nuestro reloj solar del OAN
3 h 45 m + 2 m = 3 h 47 m
El péndulo es un medidor de tiempo confiable porque, para arcos pequeños, el tiempo requerido para una oscilación completa depende sólo de su longitud, y es casi independiente de la extensión del arco. La longitud de un péndulo con un período de un segundo es de aproximadamente 99,0 cm, y un aumento en la longitud de 0,025 mm hará que el reloj se retrase aproximadamente un segundo por día.
El péndulo
El tiempo tecnológico
En 1929 el cristal de cuarzo se aplicó por primera vez al cronometraje; este invento fue probablemente la mayor contribución individual a la medición precisa del tiempo. Los cristales de cuarzo que oscilan a frecuencias de 100.000 hz pueden compararse, y las diferencias de frecuencia pueden determinarse con una precisión de una parte en 10 10 .
https://www.britannica.com/technology/clock/Electric-clocks
El reloj de cuarzo
Definición de segundo
Es la duración de 9.192. 631.770 oscilaciones de la radiación emitida entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio (133Cs), a una temperatura de 0 K.
¡Microondas!
LA MEDIDA DEL TIEMPO: https://acortar.link/EyKJ3j
RELOJ ATÓMICO DE CESIO: https://acortar.link/bQVONm
Reloj analógico y digital
III
TIEMPO ASTRONÓMICO
Día solar y sideral
Día sideral
¿Qué es?
El día sideral es el lapso de tiempo transcurrido entre dos tránsitos sucesivos del primer punto de Aries o equinoccio vernal por el mismo meridiano.
Características:
El movimiento de rotación
Consecuencias:
Facilita el seguimiento y medida del tiempo en astronomía.
Medianoche
Medianoche del siguiente día
¡Una vuelta!
Día sideral
Día solar medio
23 h 56 min 4,06 s
24 h 0 min 0 s
Tiempo solar medio
El día solar medio es el lapso de tiempo promedio transcurrido entre dos tránsitos sucesivos del Sol por el mismo meridiano. Es de 24 h.
Día solar medio
Eclíptica
Tiempo Sideral
Día sideral es el intervalo de tiempo entre dos tránsitos sucesivos del punto vernal por el mismo meridiano del lugar. Es de 23 h 56 m 4,06 s
El día sidéreo es casi 4 minutos más corto que el día solar medio.
Día sideral
Supongamos que pudiésemos ver las estrellas de día. Imaginemos que, en un día cualquiera, a las 12 del mediodía (12:00:00) y mirando al sur, tenemos una estrella y el Sol en el meridiano del lugar. Al día siguiente veremos que, a las 11:56:04, la estrella volverá a estar en el sur, en el meridiano del lugar, pero no el Sol; éste tardará 3 minutos y 56 segundos más (en total 24 horas), para volver a pasar por el meridiano del lugar, es decir, serán las 12:00:00.
Es el intervalo de tiempo existente entre dos culminaciones superiores (o inferiores) consecutivas del Punto Vernal o Punto de Aries por el mismo meridiano.
Referencias
Se utiliza al Punto Vernal en vez de cualquier estrella particular.
Día sideral
Es el intervalo de tiempo existente entre dos culminaciones superiores (o inferiores) consecutivas del Sol por el mismo meridiano.
Referencias
Se utiliza al centro del Sol.
La excentricidad de su órbita hace que la Tierra ande más rápido cerca del perihelio y más lento cerca del afelio; y la inclinación de su eje de rotación incide en que varíe de un día para otro. El día solar verdadero no es constante durante el año.
Día solar verdadero
Es el intervalo de tiempo existente entre dos culminaciones superiores (o inferiores) consecutivas del Sol medio por el mismo meridiano.
Referencias
Se utiliza al centro del Sol.
Se toma un promedio.
El día solar verdadero es constante durante el año.
¡El día solar medio dura 24 horas solares medias!
Día solar medio
Equivalencia entre el tiempo sideral y el tiempo solar medio
1 día = 24 h = (24 X 60 m)/365,2564 = 3,9424 m = 3 m 56,55 s
el día sideral adelanta al día solar medio.
3 m 56,5552678 s x 365,2564 = 1.440 s
= 1.440 / 60 m = 24 h = 1 día
Equivalencia entre el tiempo sideral y el tiempo solar medio
Ecuación del tiempo
IV
Ecuación del tiempo
Para determinar el número de días transcurridos:
https://www.diainternacionalde.com/calcular-diferencia-entre-fechas
La Ecuación del Tiempo:
ET = HLG – HMG
Hora solar local en Greenwich (HLG)
El día solar verdadero es el intervalo de tiempo entre dos tránsitos sucesivos del centro del Sol por el mismo meridiano de Greenwich.
Hora solar media de Greenwich (HMG)
El día solar medio es el lapso de tiempo transcurrido entre dos tránsitos sucesivos por el mismo meridiano de Greenwich. Es de 24 h.
http://www.ifpan.edu.pl/firststep/aw-works/fsII/mul/mueller.html
https://relojesdesol.info/node/748
Ecuación del tiempo
Ajuste Total = Tiempo del reloj de pulsera - Tiempo Solar
Ecuación del tiempo
Excentricidad
Oblicuidad
Efecto combinado (ET)
Analema
Diferencia de tiempo
Aparente-Medio
Diferencia de tiempo
Aparente-Medio
Diferencia de tiempo
Aparente-Medio
Diferencia de tiempo
Aparente-Medio
Declinación solar
Día del año
Día del año
Día del año
Referencia
bibliográfica
HUSOS HORARIOS
V
Meridiano de Greenwich (0o)
Ecuador (0o)
Meridiano de 60o
0o
-30o
-60o
-90o
90o
60o
30o
Husos horarios
0
-2
-4
-6
+6
+4
+2
UTC
Longitud
12 m
OESTE
ESTE
https://www.ugr.es/~eaznar/conversorFecha.htm
https://www.tutiempo.net/astronomia/conversor-fecha-juliana.html
En el año 1582, José Scaliger de Leiden creó una escala continua de tiempo fijando su origen de inicio el día 1 de enero del año 4713 a. C. a medio día.
Esta escala, o número, es el calendario juliano y cuenta los días solares correlativamente, a este número se le llama fecha juliana.
FIN
Eje
Sentido de rotación