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El tiempo (bisiesto) en sus manos
2.058 visitas desde el 02/07/2012
Arturo Quirantes
Ciencia, Física

http://fisicadepelicula.blogspot.com.es/2012/01/el-tiempo-bisiesto-en-sus-m...

Ya estamos en 2012. Si es cierto lo que dicen que los mayas predijeron, lo tenemos crudo. Si es cierto lo que el gobierno nos vaticina, lo tenemos crudo. Dan ganas de coger una máquina del tiempo y saltar a una época futura más benigna. Y eso es exactamente lo que vamos a hacer en este artículo.


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Los amantes de la buena ciencia ficción coincidirán conmigo en que El Tiempo en sus Manos, película de 1960 basada en una obra de HG Wells, es un clásico del género. El protagonista, George Wells (protagonizado por Rod Taylor) huye constantemente hacia el futuro, harto de guerras y destrucción, y acaba en una fecha muy lejana: el 12 de octubre del año 802.701. Curiosamente, hace buen tiempo, la temperatura es tan agradable que permite a los humanos vivir en traje veraniego, y la hierba luce verde y lozana. Tal vez la Inglaterra del futuro haya sido víctima del cambio climático. Acaso haya acaecido una nueva era en el planeta.

Pero esas son explicaciones facilonas, que no nos interesan aquí. Es posible que la máquina del tiempo del señor Wells no haya tenido en cuenta los años bisiestos de modo correcto. Vamos a aprovechar para aprender por qué hay años bisiestos. Y segundos bisiestos, que haberlos, haylos.

La traslación de la Tierra alrededor del Sol no se completa en un número entero de años. Un año terrestre dura aproximadamente 365,25 días. Eso significa que, introduciendo un día bisiesto cada cuatro años, tendremos a la Tierra más o menos en el mismo sitio cada año que pase. De no introducir ese día extra, las estaciones irían cambiando de fecha. El año de 365 días, con un bisiesto cada cuatro, forma parte de lo que se conoce como calendario juliano, en honor a Julio César. Es uno de tantos inventos que les debemos a los hacendosos romanos.

Sin embargo, luego llegaron los cristianos. Muy preocupados con la correcta observación de las festividades religiosas, la iglesia estableció que la Pascua se celebrara el primer domingo tras la primera luna llena de primavera. Esa luna, llamada luna pascual, es la primera que sucede tras el equinoccio de primavera. Por eso cada año Semana Santa sucede en fechas distintas.



Pero, con el paso de los siglos, se vio que había un problema. El equinoccio de primavera sucedía cada vez más temprano. El motivo es que el año no dura exactamente 365,25 días, sino un poquito menos. El calendario juliano estaba metiendo demasiados días bisiestos. Eso hace necesaria una corrección adicional.



Al final, se vio que era conveniente modificar el calendario, y eso pasaba por corregir la duración del año. Pero ¿cuánto vale un año? Eso depende de lo que entendamos por año. Si estuviésemos mirando desde el espacio, podríamos considerar el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta al Sol, medido desde un marco de referencia fijo. Ese es el llamado año sidéreo. Pero si lo medimos con relación al Sol (que es lo habitual), tenemos que considerar un pequeño error derivado de un fenómeno conocido como precesión de los equinoccios. El resultado, levemente distinto, es lo que se llama año trópico. Como nosotros nos fijamos siempre en el Sol, ese es el año que nos interesa, el que nos dará el intervalo que pasa entre dos equinoccios de primavera y nos permitirá fijar las estaciones.



Resulta que un año trópico tiene una duración de 365,24219 días (24 horas de 3.600 segundos cada uno). Si el año gregoriano tiene una media de 365,25 días (un año de 366 días por cada tres de 365 días), resulta que se adelanta al año trópico en más o menos 0,0078125 días cada año. Eso parece poca cosa, apenas once minutos. Pero once minutos de más en un año significan un día extra cada 128 años. Hacia el siglo XVI, el desfase era de unos diez días respecto al equinoccio de primavera que se había establecido en el Concilio de Nicea del año 325.



Para arreglar el desaguisado, el Papa Gregorio XIII estableció un nuevo sistema: el calendario gregoriano. Para empezar, añadió diez días al calendario para volver a poner las cosas en su sitio y que el equinoccio de primavera volviese al 21 de marzo. En Italia, Portugal y España (los primeros lugares en que se adoptó el calendario gregoriano), la gente se fue a la cama el 4 de octubre de 1582 y se despertó el día siguiente, 15 de octubre. Por motivos políticos y religiosos, otros países lo adoptaron en fechas más tardías: 1628 en Francia, 1752 en Inglaterra, 1918 en Rusia ... 1923 en Grecia.



Esto ha dado lugar a algunas curiosidades a lo largo de la Historia. Pongamos el nacimiento de Isaac Newton. La fecha de su nacimiento es el 25 de diciembre, y el propio Sheldon Cooper lo festeja en tal día. Pero Newton nació en 1642, año que en Inglaterra todavía se marcaba según el calendario juliano. De acuerdo con nuestro calendario actual, su nacimiento ocurrió el 4 de enero de 1643. Eso significa que será el próximo cuatro de enero cuando se cumpla el 370º aniversario de su nacimiento.



Otra curiosidad une a dos de los mayores escritores de la historia: el español Miguel de Cervantes Saavedra y el inglés William Shakespeare. Los amantes de la literatura siempre han lamentado la fecha del 23 de abril de 1616, día en que ambos gigantes de las letras fallecieron. Para ser más correctos, parece que Cervantes falleció el 22 y fue enterrado al día siguiente, minucias. Pero, ya lo habrán adivinado, Shakespeare falleció en una fecha del calendario juliano, en tanto que Cervantes abandonó este mundo en pleno calendario gregoriano. Eso significa que Cervantes adelantó a su colega inglés a la tumba por diez días. Resulta muy poético imaginar que, de forma simultánea, el mundo despedía a esas dos grandes figuras ... pero no es cierto.



Imagino que este baile de calendarios debe traer de cabeza a los historiadores. Cuando se de una fecha, se debe indicar en qué calendario. Habitualmente, se suele pasar a nuestro actual calendario gregoriano, pero no siempre es así. Por ejemplo, la revolución rusa sucedió en octubre, de acuerdo con los acontecimientos de la noche del 24 al 25. Claro que estaban en 1917, fecha en que Rusia todavía usaba el calendario juliano. Según nuestro cómputo actual, el palacio de invierno de los zares fue realmente tomado el 8 de noviembre. Pero a estas alturas, no vamos a comenzar a llamarlo "revolución de noviembre," y tampoco veo a Tom Clancy cambiando el nombre de su famosa novela por el de La Caza del Noviembre Rojo.



Curiosidades aparte, y volviendo al asunto de los años bisiestos, el calendario gregoriano incorporó otro cambio en la definición de año bisiesto. Hasta entonces, recordemos, imperaba la norma según la cual los años divisibles por cuatro eran bisiestos. Recordemos que el calendario juliano estaba desfasado en un día por cada 128 años. La norma podría ser, por tanto, "los años múltiplos de 128 no son bisiestos," y arreglado. Pero se decidió que sería más cómodo hacer números redondos. Se adoptó esta norma: los años que sean múltiplos de cien no serán bisiestos ... salvo que sean múltiplos de cuatrocientos, en cuyo caso sí serán bisiestos.



Parece una norma caprichosa, pero no lo es. Vamos a ver cómo arreglan la cuestión. La norma original (un año bisiesto cada cuatro) nos daba un año de 365,25 días en promedio. Al eliminar el carácter bisiesto de los años múltiplos de cien, en promedio le estamos quitando 0,01 días al año, con lo que el año medio pasaría a tener 365,24 días. O dicho de otro modo: si cogemos un siglo y sumamos todos sus días (con un año bisiesto cada cuatro, salvo los múltiplos de cien) nos daría un total de 36524 días.



Ese 364,24 es un valor muy próximo a la duración del año trópico de, recordemos, 365,24219 días de duración. Eso nos daría un día promedio que solamente se diferenciaría del "año gregoriano" en 0,00219 días por año, o sea, un día cada 456 años. Restaurando el carácter de día bisiesto a los años múltiplos de 400, estamos incrementando el valor de un año medio en 1/400 = 0,0025 días. De ese modo, hemos ido modificando la duración del año.



Como pueden ver, esas sencillas normas nos convierten un año promedio (365,2425 días) en casi, casi un año trópico (365,2422 días). La diferencia es de apenas 0,0003 días por año. Eso nos obligará a eliminar un día del calendario dentro de tres milenios. Para entonces, que nuestros descendientes piensen en algo.



Ahora bien, recordemos que teníamos al señor Wells de El Tiempo en sus Manos vagabundeando por el futuro. Un futuro muy lejano, recordemos: cuando paró su máquina, estaba a 12 de octubre de 802.701. Como partió del año 1900, eso significa un total de 800.801 años. Eso significa que esos apenas 0,0003 días por año de desfase entre el año trópico y el año gregoriano se han convertido en un adelanto de 240 días, prácticamente ocho meses. Es decir, la máquina del tiempo de Wells indicaba el 12 de octubre, pero si en el futuro existiese un reloj ajustado con el año trópico, éste marcaría el 10 de febrero. O dicho de otro modo, el señor Wells creería que habían pasado 22 días desde el último equinoccio de otoño, en tanto que la Tierra estaría a 42 días de su próximo equinoccio de primavera.



Así que seguimos teniendo un enigma. ¿Podemos explicarlo sin traer a colación argumentos climáticos? Es posible. Hemos partido del supuesto de que la Tierra da una vuelta en torno a sí misma cada 86400 segundos (un día), y gira en torno al Sol una vez cada 365,2422 días (un año trópico). Pero ¿quién ha dicho que esas cifras van a mantenerse constantes? Los movimientos tectónicos y los efectos de marea están reduciendo la rotación de la Tierra a razón de dos milisegundos por siglo. Esto tiene un efecto curioso en la medición del tiempo actual.



En nuestros días, nuestros relojes están basados en el llamado Tiempo Universal Coordinado (UTC), que se fija por medio de un sistema de relojes atómicos. Pero, debido a las pequeñas diferencias en la rotación de la Tierra que acabo de mencionar, resulta que un día no es exactamente 86.400 segundos. La duración actual de un día solar medio es de unos 86.400,002 segundos. Eso significa que, cada quinientos días aproximadamente, el día solar y el atómico están desfasados por un segundo. Con el objeto de hacer coincidir ambos tiempos (el astronómico y el basado en los relojes atómicos), de vez en cuando se añade un "segundo bisiesto" (leap year) o "segundo intercalar" al final del año. No todos los años tiene un "segundo bisiesto" ya que el ritmo de deceleración del día terrestre es de unos 0,002 segundos por siglo, pero no es una cifra constante. La última vez que hubo que añadir un segundo bisiesto (lo siento, me suena más divertido que eso de "segundo intercalar") fue en 2008.



Desde 1972, se han añadido un total de 34 segundos, casi a razón de un segundo por año. Puede resultar extraño, ya que hemos dicho que la tierra reduce su día a razón de dos milisegundos por siglo. La explicación se basa en que, incluso si su período de rotación se convirtiese desde hoy en una cantidad perfectamente constante, la variación que ya ha sufrido hace que un día astronómico sea 0,002 segundos más largo que un día de reloj atómico.



Si no lo ha captado a la primera, no se preocupe, a mí me pasó lo mismo. Para entenderlo, supongamos que usted tiene un reloj que atrasa exactamente un segundo por día. Cada día, a cierta hora, tendrá usted que añadir un segundo. Sin embargo, eso no significa que su reloj atrase más deprisa o más despacio. Lo mismo sucede con la Tierra. Al margen de lo que suceda en el futuro, ahora el día solar medio es dos milisegundos más largo que el atómico.



Si el señor Wells tuviese un reloj atómico perfecto en su máquina del tiempo, eso podría introducir un desfase. Cada vez que adelantase un día (86400 segundos) en el futuro, su reloj marcaría 0,002 segundos menos que el reloj astronómico local. O dicho de otro modo, aunque Wells crea que son las doce en punto, el reloj de sol del parque indicaría las 11 horas, 59 minutos y 59,998 segundos. Si salta del 1 de enero de 1900 al 1 de enero de 2000, resultará que en realidad la hora civil serán las 23:58:47. Wells saldrá de su máquina gritando "feliz año nuevo" mientras nosotros todavía estamos oyendo por televisión las explicaciones sobre los cuartos. ¿Y si salta ochocientos mil años? En ese caso, el desfase acumulado sería del orden de casi siete días. El reloj de sol del futuro marcaría no el 12 de octubre, sino el 5.



Pero ojo, eso es para el supuesto de que el día tenga 86400,002 segundos. Eso implica que el reloj astronómico definido por la rotación terrestre ya no va a variar más. Pero no hay motivos para creer eso. Al contrario, los movimientos tectónicos y las fuerzas de marea tenderán a ir ralentizando cada vez más la rotación de la Tierra. Ahora vamos a tener que tener en cuenta dos problemas: que el reloj terrestre ya está desfasado, y además que esa tasa de desfase permanecerá en el futuro. Volviendo al ejemplo de mi reloj, es como si hoy tuviese que adelantar mi reloj un segundo, el mes que viene tres segundos, el año siguiente cinco segundos y medio. Menudo jaleo, ¿no?



Entramos ya en el terreno de las suposiciones, pero suponer es divertido. He creado una hoja de cálculo donde he simulado algunas condiciones. Si suponemos que la rotación de la Tierra se ralentiza a una razón constante de 0,002 segundos por siglo, de aquí al año ochocientos ocho mil y pico habría una diferencia de unos 24 días. Cinco milisegundos al año, y obtenemos un exceso de dos meses. En cualquier caso, no nos ayuda. Recordemos que Wells creía haber llegado el 12 de octubre de 802.701. Debido a la pequeña diferencia entre el año gregoriano y el año trópico, realmente llega el 10 de febrero de ese año. Ahora, la rotación decreciente de la Tierra nos echa esta fecha hacia el pasado unos días, quizá a comienzos de Enero.



Es posible imaginar situaciones que aumenten la tasa de deceleración de la Tierra. En la película de Rod Taylor, el propio protagonista es testigo de una guerra atómica, seguida de erupciones volcánicas. Es posible que todo aquello modificase la rotación de la Tierra, por poco que sea. Pero incluso yo reconozco que está algo cogido por los pelos. La única conclusión razonable es que el señor Wells llegó a un futuro donde los cambios climáticos han cambiado las estaciones. La Inglaterra del año 802.701 es cálida, y además podemos suponer que el clima es así todo el año, ya que de lo contrario los habitantes de la superficie tendrían habitáculos cerrados y acondicionados para el mal tiempo.



Por si acaso, yo les recomiendo no ir tan lejos en su viaje por el tiempo. Con que me saque de este 2012 que se nos viene encima, ya me vale. Porque imagino que su máquina tendrá asiento de copiloto, ¿no? Yo pongo las chuches.



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