Ciencia y Tecnologí­a / AGOSTO 28 DE 2022 / 3 meses antes

¿Qué pasa si la Tierra acelera su movimiento?

Autor : Diego Arias Serna

¿Qué pasa si la Tierra acelera su movimiento?

La ciencia y los científicos “no hallan la hora” de poder ofrecerle a la humanidad herramientas para comprender mejor algunas dinámicas de la Tierra. Un ejemplo de ese esfuerzo son los relojes atómicos.

Galileo Galilei fue condenado por explicar científicamente que la Tierra no estaba estática y giraba alrededor del Sol. Iba en contra de la afirmación de la Iglesia. En estos tiempos el Vaticano acepta esa idea.  
 

Albert Einstein afirmó que el sentido común es algo que una persona lo debe abandonar a los 18 años. Él creía que a esa edad se está expuesto a interpretaciones subjetivas, dejándose influenciar de las apariencias y sin hacer uso del acto de razonar. Un ejemplo inmediato sería el de observar el cielo en una noche cuando esté ‘tapizado’ de estrellas. Para la mayoría de los que miran el firmamento, seguro que afirmarían que los astros están quietos, pero se sabe que todo en el cielo se mueve a rapideces enormes. 

No solo el firmamento se mueve, la Tierra se traslada orbitando alrededor del Sol y girando sobre sí misma a grandes velocidades. Esta traslación y rotación han sido usadas para cronometrar el tiempo, porque se tarda un año – 365 días - en dar una vuelta alrededor del Sol y 24 horas – un día- en rotar sobre su eje, originando lo que comúnmente se conoce como el día y la noche. Además, tiene tres movimientos más: precesión, nutación y el bamboleo de Chandler. 

El primero está asociado con el eje de la Tierra, que se mueve como lo hace un trompo, para evitar caerse; la segunda es una oscilación alrededor del movimiento de precesión; y el bamboleo de Chandler es una pequeña variación del eje de rotación de la Tierra. Este tercer movimiento fue descubierto por el astrónomo norteamericano Seth Carlo Chandler en 1891. 

Lo anterior supone una variación de 0,9 segundos (s) de arco en un período de 433 días. Si los de traslación y rotación pasan desapercibidos por los mortales, estos otros son ignorado por la mayoría de la gente. El de Chandler lo desconoce más de una persona con formación en física. Debe generar asombro saber que los movimientos de traslación y de rotación tienen velocidades superiores a los de un avión en un viaje transatlántico, que es de unos 900 kilómetros por hora (km/h); o km/s, si se expresa en kilómetros por segundos. 

Para ir ubicando el contexto del artículo de hoy, un pasajero que viaja en avión, en algún momento podrá pensar que este no se mueve. Lo mismo pasa cuando se viaje en un vehículo o tren. Entonces, ¿por qué no se percibe el movimiento? Eso sucede cuando el aparato se desplaza a velocidad constante. Cuando frena o acelera, es decir, cambia de velocidad, o al tomar una curva, inmediatamente el pasajero se da cuente y es más consciente del movimiento. Por eso ha despertado tanta curiosidad cuando los científicos han detectado un cambio en la velocidad de rotación de la Tierra, y toda la prensa ha informado de ello.

Nos movemos a grandes velocidades

¿Cuántos saben que nuestro planeta se traslada alrededor Sol a una velocidad promedio de 29,8 km/s? Pero este no es constante en su traslado elíptico. Es mínima en el afelio (28,76 km/s), cuando la Tierra está más alejada del Sol; siendo máxima en el perihelio (30,75 km/s), donde el planeta está más cercano al astro rey. Lo enunciado quiere decir que nuestro planeta siempre está acelerado o desacelerado. 

Entonces, ¿por qué del escándalo de la noticia? Sencillamente porque la aceleración reportada sí afecta el tiempo, así sea mínimo como se verá más adelante. Y esos cambios de la velocidad, que siempre han estado, son mínimos y los seres humanos se acostumbran a ese fenómeno. 

Así mismo, el giro de la Tierra sobre sí misma es de unos 1.674,4 km/h, en el ecuador, y es diferente respecto a los polos y a distintas latitudes. Igualmente, que, con la traslación, no se siente, porque es más o menos constantes. Y también se conoce que se está frenando. En un siglo da la vuelta en 0,1 ms menos, es decir, en 100 años el día se hace más largo, lo cual es debido al freno que las mareas le imprimen al planeta; por eso se dice que los filósofos griegos tenían razón cuando afirmaban, en particular Heráclito (540 – 470 a. C), que el mundo que nos rodea está en movimiento, cambio y desarrollo continuos; no hay nada en quietud.  Veamos la novedad de la noticia. 

La página web TimeandData que difunde los datos de una especie de reloj mundial, divulgó el 5 de agosto, al día siguiente, la noticia con el titular: “La Tierra se acelera y establece un nuevo récord del día más corto”. Inicia expresando que el 29 de junio la Tierra estableció un nuevo récord para el día más corto de la era del reloj atómico: -1,59 milésimas de segundo (ms). Reveló también que este es el último de una serie de récords de velocidad para la Tierra desde 2020. Señaló, de igual manera la noticia que - en general - el giro de la Tierra se está desacelerando, aunque sólo muy gradualmente. 

Asimismo, explicó: “Es por eso que de vez en cuando tenemos que agregar un segundo bisiesto a nuestros calendarios. El último segundo intercalar agregado fue el 31 de diciembre de 2016. Pero en los últimos años, el giro de la Tierra es un poco más rápido. Y los científicos se preguntan ¿Por qué? En términos generales, la Tierra gira una vez cada 24 horas. Es por eso que el Sol parece salir y ponerse todos los días. Además, en general, durante largos períodos, el giro de la Tierra se está desacelerando. Cada siglo, la Tierra tarda un par de ms, más o menos, en completar una rotación. Sin embargo, dentro de este patrón general, la velocidad de giro de la Tierra fluctúa”. De un día para otro, el tiempo que tarda el planeta en completar una rotación aumenta o disminuye en una fracción de ms. 

Giramos más rápido

En TimeandData afirmó de igual manera que “en los últimos años, la Tierra se ha estado acelerando. En 2020, el planeta alcanzó sus 28 días más cortos desde que comenzaron las mediciones diarias precisas con relojes atómicos en la década de 1960. El día más corto de todo 2020 fue de -1,47 ms. el 19 de julio. La Tierra continuó girando rápidamente en 2021, aunque el día más corto de ese año fue una fracción más largo que en 2020. Ahora, en 2022, las cosas se han vuelto a acelerar. El 29 de junio, la Tierra estableció un nuevo récord para el día más corto de la era del reloj atómico: -1,59 ms.”. 

Añadió que “la Tierra casi volvió a batir su récord el mes siguiente, registrando una duración del día de -1,50 ms el 26 de julio”. ¿A qué se deben estas variaciones? Hay qué decir que la clave para medir esos tiempos fue el reloj atómico, que exige una sección especial en el recuadro de esta nota.

La fuente de esta información aclaró: “Podría estar relacionado con procesos en las capas internas o externas de la Tierra, por perturbaciones del agua de los océanos, las mareas o incluso el clima. Los científicos no están seguros y les cuesta hacer predicciones sobre la duración del día con más de un año de antelación. Pero hay ideas que resultan atractivas”. Podría ser también por la descongelación de los casquetes polares, que, aunque natural, en las últimas décadas se ha incrementado por la contaminación de los humanos, o por los terremotos, los más fuertes.    

Recordó el citado portal web que “en la reunión anual de la Sociedad de Geociencias de Asia Oceanía, el científico Leonid Zotov y sus colegas Christian Bizouard y Nikolay Sidorenkov, han sugerido que la disminución actual en la duración del día podría tener alguna relación con el bamboleo de Chandler, nombre que se le da a un pequeño movimiento irregular de los polos geográficos de la Tierra a lo largo de la superficie del globo”. Zotov declaró para TimeanDate.com: “La amplitud normal del bamboleo de Chandler es de unos tres o cuatro metros en la superficie de la Tierra, pero de 2017 a 2020 desapareció”.

Ese pequeño desvío de más o menos 1,6 ms. sigue siendo pequeño y como lo analizó Luis Alemany en el artículo que escribió para el periódico El Mundo de España: “No cuestiona el convencionalismo del día, ni expresa ningún desorden cósmico significativo. La realidad no nos debe nada, no tiene ningún compromiso con las idealizaciones que nos hemos construido para representarla (horas, días, años...) y, por eso, la Tierra siempre se ha desviado mínimamente, por exceso o por defecto, del compromiso de las 24 horas justas”. Posiblemente, sí habrá que hacer ajustes mínimos a los Sistema de Posicionamiento Global, los conocidos como GPS; y para aspectos puntuales de los sistemas informáticos.   

Se sabe que los primeros relojes se conocían como de sol, porque se basan en la sombra que iba dejando el paso de éste en un obstáculo. En Egipto se encontró uno que data de hace 3.500 años, que consistía en dos bloques de piedra, uno servía de aguja y el otro donde se marcaban las horas. Luego vino la revolución de los relojes mecánicos que dependen del funcionamiento de un péndulo. El gran salto se dio en el siglo XX con los relojes atómicos, que en vez de depender del ciclo mecánico se basan en una frecuencia de resonancia atómica. 

El primer átomo que se usó fue el cesio, elemento químico que oscila entre dos estados: reposo y excitación. Es un ciclo que, a través de un tratamiento de baja temperatura y radiación, es perfectamente regular y da la medida más segura que existe de lo que se conoce como un segundo. Trabaja mediante la frecuencia de las transiciones energéticas hiperfinas (en los rangos de microondas) en los átomos. En un extremo del reloj hay un horno con una placa de cesio, del cual se evaporan iones de este metal.

¿En qué se basa el reloj atómico?

Como está consignado en Wikipedia, el primer reloj atómico se creó en 1949 y 20 años más tarde, la Oficina Internacional de Pesos y Medidas adoptó esta tecnología para fijar la duración exacta del segundo: 9.192.631.770 ciclos de un átomo de cesio 133 a una temperatura de cero absoluto Los relojes atómicos mantienen una escala de tiempo continua y estable, el Tiempo Atómico Internacional (TAI). Para uso cotidiano se difunde otra escala cronológica: el Tiempo Universal Coordinado (UTC). El UTC deriva del TAI, pero se sincroniza usando segundos de intercalación con el Tiempo Universal (UT1), el cual se basa en la transición día–noche según las observaciones astronómicas.

La precisión alcanzada con este tipo de reloj atómico es tan elevada que admite únicamente un error de un segundo en 30.000.000 años. El más preciso del mundo se diseña en el Observatorio de París, donde los actuales relojes atómicos tardarían 52 millones de años para desfasarse un segundo. El nuevo objetivo de la investigación francesa es aumentar ese plazo a 32.000 millones de años. 

El estándar actual de estos cronómetros atómicos en activo permite el atraso de un segundo cada 3.700 millones de años (NIST). Pero no sólo se usa el cesio. También se ha reportado el reloj atómico de estroncio, que se adelanta o retrasa un segundo cada 15.000 millones de años. La ciencia no para, sigue avanzando. 
 


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