El retraso de los relojes

13/03/2018 0 comentarios
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A raíz de la noticia del retraso de los relojes, un repaso a la medida del tiempo

Hace unos días los medios de comunicación nos han explicado que ciertas desavenencias entre algunos países de Europa relacionados con las redes eléctricas han provocado retrasos en nuestros relojes. En algunos casos las noticias han aparecido de manera algo confusa al no discriminar entre los relojes que dependen de la frecuencia de los 50 ciclos por segundo de la corriente alterna usual en Europa, como es el caso de muchos aparatos conectados a la red eléctrica como algunos hornos, y los que tienen su propio sistema de medida, como los relojes de pulsera que utilizan la frecuencia de vibración del cuarzo o que se conectan con señales de radio. Los primeros son sensibles a posibles variaciones de la frecuencia de la red como las producidas ahora y los otros no.

Estamos muy lejos de finales del siglo XIX cuando se empezó a poder disponer de las "horas oficiales" para saber con cierta precisión los horarios de los buques o ferrocarriles. Entonces, en el caso de Barcelona, el Ayuntamiento encargó la determinación de la hora oficial de la ciudad a la Real Academia de Ciencias y Artes de Barcelona, que la obtenía mediante relojes de precisión (para la época) y por medios astronómicos. La hora oficial era la que daba la Academia y que, al construirse su nueva sede, marcaba el reloj de la fachada, en el número 115 de La Rambla de Barcelona y que aún puede contemplarse.

Desde entonces se ha progresado muchísimo en las mejoras de las precisiones de los relojes. Los modernos relojes de cesio alcanzan precisiones de 1 segundo en 30 millones de años y son superados por los más modernos basados en el control de los estados cuánticos de iones individuales atrapados en trampas electromagnéticas y en conjuntos de átomos neutros fríos en redes formadas por láseres. De estas maneras se ha llegado a la incertidumbre sistemática más baja de cualquier patrón de frecuencia y se está llegando a precisiones de 1 segundo en la edad del universo. Todo ello llevó a la necesidad de establecer sistemas de determinación globales.

Ya en 1960, el International Radio Consultative Committee formalizó el concepto de Coordinated Universal Time, el tiempo universal coordinado. En 1972 se adoptó oficialmente el nombre de Universal Time Coordinated, UTC, fruto de una transigencia entre la versión en inglés, Coordinated Universal Time, y la versión en francés, Temps Universel Coordonné, en deferencia a la importancia de Francia en la fijación del sistema universal de pesas y medidas.

Para definir el UTC se utilizan dos componentes. Una es el International Atomic Time (TAI), una escala de tiempo que combina el resultado de unos 200 precisos relojes atómicos de unos 50 laboratorios repartidos por todo el mundo, dando prioridad a los más precisos, y proporciona la velocidad exacta de nuestros relojes. La otra componente es el Universal Time (UT1), también conocido como tiempo astronómico o solar, que se referencia a la rotación de la Tierra.

En España la contribución a la determinación del TAI se lleva a cabo mediante siete patrones de frecuencia, cinco de cesio y dos máseres de hidrógeno, del Real Instituto y Observatorio de la Armada (ROA) de San Fernando (Cádiz), que es quien mantiene la unidad básica de tiempo, declarada a efectos legales como Patrón Nacional (R. D. 23 octubre 1992, núm. 1308/1992).

Patrones de la Sección de Hora del Real Instituto y Observatorio de la Armada en San Fernando.

La segunda de estas dos componentes varía ligeramente a causa de que la rotación de la Tierra, por influencia de la Luna y otros fenómenos, tiene una cierta tendencia a frenarse y pierde algún segundo cada pocos años.

Por este motivo se acordó añadir cuando la diferencia se aproximara a los 0,9 segundos, un segundo intercalar o "leap second", hasta ahora dando prioridad a la medida astronómica. Hasta ahora desde 1972 se han intercalado 27 segundos, el último el 31 de diciembre de 2016.

Esta introducción introduce cambios en los ordenadores y en los sistemas de navegación, de tráfico y control aéreo y en los GPS, por lo que existe una discusión sobre si seguir modificando el tiempo con la introducción de segundos intercalares o esperar 500 o 600 años y añadir una hora de vez. Probablemente en los próximos años veremos cuál es la opinión vencedora.