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El Tiempo Universal ( UT ) es un estándar de tiempo basado en la rotación de la Tierra. Hay varias versiones de Universal Time, que difieren hasta en unos pocos segundos. Los más utilizados son el Tiempo Universal Coordinado (UTC) y UT1 (ver § Versiones ). [1] Todas estas versiones de UT, excepto UTC, se basan en la rotación de la Tierra en relación con los objetos celestes distantes ( estrellas y cuásares ), pero con un factor de escala y otros ajustes para acercarlos a la hora solar . UTC se basa en el Tiempo Atómico Internacional , con segundos intercalares agregados para mantenerlo dentro de 0.9 segundos de UT1. [a]

Hora universal y hora estándar

Antes de la introducción de la hora estándar , cada municipio en todo el mundo que usa el reloj establecía su reloj oficial, si lo tenía, de acuerdo con la posición local del Sol (ver hora solar ). Esto sirvió adecuadamente hasta la introducción de los viajes en tren en Gran Bretaña , lo que hizo posible viajar lo suficientemente rápido en distancias largas como para requerir un reajuste continuo de los relojes a medida que un tren avanzaba en su recorrido diario por varias ciudades. Greenwich Mean Time , la hora solar media en el primer meridiano de Greenwich, Inglaterra, se estableció para resolver este problema: todos los relojes en Gran Bretaña se establecieron en esta hora independientemente del mediodía solar local. [b] Se utilizaron cronómetros o telegrafía para sincronizar estos relojes. [3]

Zonas horarias estándar del mundo desde 2016. El número en la parte inferior de cada zona especifica la cantidad de horas que se agregarán a UTC para convertirlo a la hora local.

La hora estándar fue propuesta originalmente por el escocés-canadiense Sir Sandford Fleming en una reunión del Instituto Canadiense en Toronto el 8 de febrero de 1879. Sugirió que las zonas horarias estándar podrían usarse localmente, pero estaban subordinadas a su hora mundial única, que llamó Tiempo cósmico. [4] La propuesta dividió el mundo en veinticuatro zonas horarias, cada una cubriendo 15 grados de longitud. Todos los relojes dentro de cada zona se fijarían a la misma hora que los demás, pero diferían en una hora de los de las zonas vecinas. La hora local en el Observatorio Real de Greenwich se anunció como la referencia base recomendada para la hora mundial el 22 de octubre de 1884 al final de la Conferencia Internacional de Meridianos.. [c] [5] Se eligió esta ubicación porque en 1884 dos tercios de todas las cartas y mapas náuticos ya la usaban como su primer meridiano . [6] La conferencia no adoptó las zonas horarias de Fleming porque estaban fuera del propósito para el que fue convocada, que era elegir una base para la hora universal (así como un primer meridiano).

Durante el período comprendido entre 1848 y 1972, todos los principales países adoptaron zonas horarias basadas en el meridiano de Greenwich . [7]

En 1935, la Unión Astronómica Internacional recomendó el término Tiempo Universal como un término más preciso que el Tiempo Medio de Greenwich, porque GMT podría referirse a un día astronómico que comienza al mediodía o un día civil que comienza a la medianoche. [8] En algunos países, el término hora media de Greenwich persiste en el uso común hasta el día de hoy en referencia al cronometraje civil .

Medición

Según la rotación de la Tierra, el tiempo se puede medir observando los cuerpos celestes que cruzan el meridiano todos los días. Los astrónomos descubrieron que era más preciso establecer el tiempo observando las estrellas mientras cruzaban un meridiano que observando la posición del Sol en el cielo. Hoy en día, UT en relación con el Tiempo Atómico Internacional (TAI) se determina mediante observaciones de Interferometría de Línea de Base Muy Larga (VLBI) de cuásares distantes, un método que puede determinar UT1 con una precisión de 15 microsegundos o mejor. [9] [10]

Una "placa de esfera universal" de 1853 que muestra los tiempos relativos de "todas las naciones" antes de la adopción del tiempo universal.

La rotación de la Tierra y UT es monitoreada por el Servicio Internacional de Sistemas de Referencia y Rotación de la Tierra (IERS). La Unión Astronómica Internacional también participa en el establecimiento de estándares, pero el árbitro final de los estándares de transmisión es la Unión Internacional de Telecomunicaciones o UIT. [11]

La rotación de la Tierra es algo irregular y también se está desacelerando muy gradualmente debido a la aceleración de las mareas . Además, la duración del segundo se determinó a partir de observaciones de la Luna entre 1750 y 1890. Todos estos factores hacen que el día solar medio moderno , en promedio, sea ligeramente más largo que los 86.400 segundos SI nominales , el número tradicional de segundos. por día. [d] Como UT es, por tanto, ligeramente irregular en su velocidad, los astrónomos introdujeron el tiempo de efemérides , que desde entonces ha sido reemplazado por el tiempo terrestre.(TT). Debido a que el tiempo universal está determinado por la rotación de la Tierra, que se aleja de los estándares de frecuencia atómica más precisos, se necesita un ajuste (llamado segundo intercalar ) a este tiempo atómico ya que (a partir de 2019 ) el 'tiempo de transmisión' permanece ampliamente sincronizado con el hora. [e] Por lo tanto, el estándar de transmisión civil para el tiempo y la frecuencia generalmente sigue de cerca el Tiempo Atómico Internacional, pero ocasionalmente da un paso (o "salto") para evitar que se alejen demasiado del tiempo solar medio.

El tiempo dinámico baricéntrico (TDB), una forma de tiempo atómico, se utiliza ahora en la construcción de las efemérides de los planetas y otros objetos del sistema solar, por dos razones principales. [12] Primero, estas efemérides están vinculadas a observaciones ópticas y de radar del movimiento planetario, y la escala de tiempo TDB se ajusta de modo que se sigan las leyes del movimiento de Newton , con correcciones para la relatividad general . A continuación, las escalas de tiempo basadas en la rotación de la Tierra no son uniformes y, por lo tanto, no son adecuadas para predecir el movimiento de los cuerpos en nuestro sistema solar.

Versiones

Hay varias versiones de Universal Time:

  • UT0 es el tiempo universal determinado en un observatorio mediante la observación del movimiento diurno de estrellas o fuentes de radio extragalácticas, y también a partir de observaciones de alcance de la Luna y satélites artificiales de la Tierra. Se considera que la ubicación del observatorio tiene coordenadas fijas en un marco de referencia terrestre (como el Marco de referencia terrestre internacional ), pero la posición del eje de rotación de la Tierra se desplaza sobre la superficie de la Tierra; esto se conoce como movimiento polar . UT0 no contiene ninguna corrección para el movimiento polar. La diferencia entre UT0 y UT1 es del orden de unas pocas decenas de milisegundos. La designación UT0 ya no es de uso común. [13]
  • UT1 es la forma principal de tiempo universal. Aunque conceptualmente es la hora solar media a 0 ° de longitud, las mediciones precisas del Sol son difíciles. Por lo tanto, se calcula a partir de la determinación de las posiciones de los cuásares distantes utilizando interferometría de línea de base larga, alcance láser de la Luna y satélites artificiales, así como la determinación de las órbitas de los satélites GPS . UT1 es el mismo en todas partes de la Tierra, y es proporcional al ángulo de rotación de la Tierra con respecto a los cuásares distantes, específicamente, el Marco de Referencia Celeste Internacional (ICRF), descuidando algunos pequeños ajustes. Las observaciones permiten determinar una medida del ángulo de la Tierra con respecto al ICRF, llamado Ángulo de Rotación de la Tierra.(ERA, que sirve como un reemplazo moderno de Greenwich Mean Sidereal Time ). Se requiere UT1 para seguir la relación
ERA = 2π (0,7790572732640 + 1,00273781191135448 T u ) radianes
donde T u = ( fecha juliana UT1 - 2451545.0) [14]
  • UT1R es una versión suavizada de UT1, que filtra las variaciones periódicas debidas a las mareas. Incluye 62 términos de suavizado, con períodos que van desde 5,6 días hasta 18,6 años. [15]
  • UT2 es una versión suavizada de UT1, que filtra las variaciones estacionales periódicas. En su mayoría es de interés histórico y rara vez se usa más. Está definido por
donde t es el tiempo como fracción del año besseliano . [dieciséis]
  • UTC ( Hora universal coordinada ) es una escala de tiempo atómica que se aproxima a UT1. Es el estándar internacional en el que se basa el tiempo civil. Marca segundos SI , en sintonía con TAI . Por lo general, tiene 86,400 segundos SI por día, pero se mantiene dentro de los 0.9 segundos de UT1 mediante la introducción de segundos intercalares ocasionales. A partir de 2016 , estos saltos siempre han sido positivos (los días que contenían un segundo bisiesto duraron 86,401 segundos). Siempre que no se requiera un nivel de precisión mejor que un segundo, UTC se puede utilizar como una aproximación de UT1. La diferencia entre UT1 y UTC se conoce como DUT1 . [17]

Adopción en varios países

La tabla muestra las fechas de adopción de las zonas horarias basadas en el meridiano de Greenwich, incluidas las zonas de media hora.

Además de la hora estándar de Nepal (UTC + 05: 45), la zona horaria estándar de Chatham (UTC + 12:45) utilizada en las islas Chatham de Nueva Zelanda [19] y la zona horaria centro occidental oficialmente no autorizada (UTC + 8:45) utilizada en Eucla, Australia Occidental y áreas circundantes, todas las zonas horarias en uso están definidas por un desfase de UTC que es un múltiplo de media hora, y en la mayoría de los casos un múltiplo de una hora.

Ver también

  • Lista de estándares internacionales comunes
  • Tiempo medio aireado en Marte
  • Tiempo de Unix
  • Hora universal coordinada (UTC)

Notas

  1. ^ El día solar de la Tierra no es constante.
  2. ↑ A pesar de su uso obligatorio en las estaciones de Great Western Railway desde 1847 y, por lo tanto, de su adopción informal generalizada, no fue hasta la Ley de Estatutos (Definición del Tiempo) de 1880 que se convirtió en ley. [2]
  3. ↑ La votación tuvo lugar el 13 de octubre.
  4. ^ 24 horas de 60 minutos de 60 segundos.
  5. ^ La continuación de este principio está siendo objeto de un debate activo en los organismos de normalización. Vea el segundo salto # Futuro de los segundos bisiestos
  6. ^ legal en 1918 ( Ley de hora estándar )
  7. ^ La hora legal volvió a la hora de Amsterdam 1909; a la hora de Europa Central 1940,
  8. ^ excepto Natal

Citas

  1. ^ Guinot 2011 , p. S181.
  2. ↑ a b Harry Rosehill (31 de mayo de 2017). "Por qué Gran Bretaña pone sus relojes en Londres" . Londonist.com . Consultado el 25 de noviembre de 2019 .
  3. ^ Howse 1997 , cap. 4.
  4. ^ Fleming, Sandford (1886). "Cálculo del tiempo para el siglo XX" . Informe anual de la Junta de Regentes de la Institución Smithsonian (1): 345–366.Reimpreso en 1889: Cálculo del tiempo para el siglo XX en Internet Archive .
  5. ^ Howse 1997 , págs.12, 137.
  6. ^ Howse 1997 , cap. 5.
  7. ^ Howse 1997 , cap. 6.
  8. ^ McCarthy y Seidelmann 2009 , p. 14.
  9. ^ McCarthy y Seidelmann 2009 , págs. 68–9.
  10. ^ Urban y Seidelmann 2013 , p. 175.
  11. ^ McCarthy y Seidelmann 2009 , cap. 18.
  12. ^ Urban y Seidelmann 2013 , p. 7. Estrictamente hablando, un importante productor de efemérides, el Jet Propulsion Laboratory , utiliza una escala de tiempo que derivan, T eph , que es funcionalmente equivalente a TDB.
  13. ^ Urban y Seidelmann 2013 , p. 81.
  14. ^ McCarthy y Seidelmann 2009 , págs. 15-17, 62-64, 68-69, 76.
  15. ^ IERS nd .
  16. ^ Definiciones de fecha y hora nd
  17. ^ McCarthy y Seidelmann 2009 , cap. 14.
  18. ^ Howse 1980 , págs. 154–5. Los nombres no se han actualizado.
  19. ^ Oficina de almanaque náutico de HM 2015 .

Referencias

  • "Definiciones de fecha y hora" . Observatorio Naval de Estados Unidos . Consultado el 3 de marzo de 2013 .
  • "Variaciones de rotación de la tierra debido a mareas zonales" . París: Centro de Orientación de la Tierra . Consultado el 2 de octubre de 2011 .
  • Galison, Peter (2003). Los relojes de Einstein, los mapas de Poincaré: Imperios del tiempo . Nueva York: WW Norton & Co. ISBN 0-393-02001-0. Analiza la historia de la estandarización del tiempo.
  • Guinot, Bernard (julio de 2011). "Hora solar, hora legal, tiempo de uso". Metrologia . 48 (4): S181 – S185. Código bibliográfico : 2011Metro..48S.181G . doi : 10.1088 / 0026-1394 / 48/4 / S08 .
  • Oficina de Almanaque Náutico de HM (abril de 2015). "Mapa de la zona horaria mundial" .
  • Howse, Derek (1980). Greenwich Time y el descubrimiento de la longitud . Prensa de la Universidad de Oxford. págs. 154–5.. Los nombres no se han actualizado.
  • Howse, Derek (1997). Hora de Greenwich y longitud . Phillip Wilson. ISBN 0-85667-468-0.
  • McCarthy, Dennis D. (julio de 1991). "Tiempo astronómico" (PDF) . Actas del IEEE . 79 (7): 915–920. doi : 10.1109 / 5.84967 .
  • McCarthy, Dennis ; Seidelmann, P. Kenneth (2009). TIEMPO: de la rotación de la Tierra a la física atómica . Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. ISBN 978-3-527-40780-4.
  • O'Malley, Michael (1996). Vigilancia: una historia de la época estadounidense . Washington DC: Smithsonian. ISBN 1-56098-672-7.
  • Seidelmann, P. Kenneth (1992). Suplemento explicativo del Almanaque Astronómico . Mill Valley, California: University Science Books. ISBN 0-935702-68-7.
  • Urban, Sean; Seidelmann, P. Kenneth, eds. (2013). Suplemento explicativo del Almanaque astronómico (3ª ed.). Mill Valley, California: University Science Books.
  • "UT1R" . Servicio Internacional de Rotación de la Tierra y Sistema de Referencia . Consultado el 6 de marzo de 2013 .
  • "¿Qué es TT?" . Portal de Oceanografía Naval . Observatorio Naval de Estados Unidos . Consultado el 3 de marzo de 2013 .

 Este artículo incorpora  material de dominio público del documento de la Administración de Servicios Generales : "Norma Federal 1037C" .

enlaces externos

  • Time Lord de Clark Blaise: una biografía de Sanford Fleming y la idea del tiempo estándar