EL TIEMPO Y SUS ESCALAS
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14 2006 Polaris Órgano de divulgación de la SAPA Presidente: Enrique Pérez García Editor Polaris: Carlos López Soberanes 29 de Abril 2006 EL TIEMPO Y SUS ESCALAS esde tiempos milenarios, el ser humano ha querido medir el tiempo porque en él transcurre su vida, los acontecimientos y los modos de pensar; De esa preocupación nació el calendario como la forma más exacta posible de medirlo. D Calendarios tan diversos como el romano, cristiano medieval, eclesiástico, gregoriano, juliano, moderno, el republicano francés, el musulmán, el azteca y el maya, entre otros, se distinguen a lo largo de la historia de la humanidad. El calendario regula la vida social, religiosa, litúrgica y civil; en él se distingue el aspecto matemático, basado en la astronomía, que determina sus tipos esenciales: calendario lunar, solar y lunisolar; pero también el aspecto histórico, que da cuenta de cronología de los sucesos. El interés por la medición del tiempo es universal y se realiza a través del año, mes y día, que supone el uso de una misma era y de un calendario común, establecido por una ciencia que incorpora la astronomía, matemáticas e historia: la cronología. La astronomía y las matemáticas, aplicadas a la cronología dan cuenta del conocimiento relativo al movimiento de los cuerpos celestes y medición del tiempo, mientras que la historia ilustra sobre las medidas usadas por los pueblos para indicar las fechas. El término calendario tiene su origen en la palabra calenda, que ha dado vida a una ciencia que estudia las reglas que determinan la forma más exacta posible de medir el tiempo. 1 Sociedad Astronómica del Planetario Alfa, Monterrey N.L. México EL CALENDARIO SE DIVIDE EN TRES ELEMENTOS: el día, el mes y el año, a los que se añade, en algunas culturas, un cuarto aspecto, el de la semana. Para la creación de dichos lapsos ha sido fundamental la observación del cielo, el ciclo de las estaciones y la naturaleza. A pesar de que existe una gran diversidad de calendarios, éste se puede definir como un sistema inventado por el ser humano para dividir el tiempo en períodos regulares: años, meses, semanas y días, a partir de criterios astronómicos, matemáticos e históricos. ELEMENTOS QUE INTEGRAN EL CALENDARIO 1. El día: El primero de ellos es el día, como unidad esencial y como división natural del tiempo, entre ella se puede dividir tres tipos: el día natural, que se inicia con la salida del sol y termina con su ocaso; el astronómico, determinado por el tiempo que la tierra gira sobre su eje y el civil, medida convencional de 24 horas 2. El Mes: El segundo de los elementos es el mes, que a decir de los estudiosos es la medida más antigua del tiempo, hace referencia a lo que dura una lunación, entre los tipos de meses destacan el lunar, el solar y el civil. 3. EL Año: Respecto al año, tiene como punto de partida el movimiento de traslación de la tierra alrededor de sol, que por Almanaque Alemania s. XV la inclinación de la elíptica produce, entre otras cosas, las estaciones. Se distinguen también aquí varios tipos de años: el astronómico, lunar, sideral trópico o solar y el civil. 4. La Semana: Por último, como un elemento destacable entre algunas culturas está el de la semana, que es una división artificial del tiempo que se compone de un ciclo de 7 días habitualmente, aunque también puede ser de 10 ó de 8, haciendo coincidir su duración con una fase lunar. A este elemento se le atribuye un origen judío, que pasó luego al cristianismo, donde asumió su división por medio de fiestas y ciclos litúrgicos con base en efemérides solares como Navidad, San Juan o San José); y los ciclos lunares. ALGUNAS NOTAS SOBRE EL TIEMPO 1. Los primeros calendarios de la humanidad se remontan a las primeras civilizaciones que habitaron el valle de los ríos Tigris y Eufrates, en Mesopotamia; estos calendarios fueron establecidos a partir de la observación de las fases de la luna por sacerdotes babilonios y sumerios. 2. Los primeros calendarios de Mesoamérica aparecieron en civilizaciones como las de los nahuas, otomíes, tarascos, huastecos y mayas, entre otros, donde el calendario era uno y a la vez múltiple, según las culturas que lo adoptaban. 3. El calendario mesoamericano más antiguo es el "calendario sagrado", de 260 días, llamado tzolkin por los mayas, tonalpohualli por los nahuas y piye entre los zapotecos. Marcaba un ciclo elemental, el de la vida cotidiana y es considerado como uno de los elementos culturales que definen las fronteras de Mesoamérica. 2 Sociedad Astronómica del Planetario Alfa, Monterrey N.L. México 4. Los mayas crearon su propio sistema del tiempo con base en el movimiento solar, establecido por la observación del cosmos y sus ciclos; pero sobre todo por su interés en el tiempo, que consideraban importante por sus significados simbólicos, religiosos y mágicos, clave del comportamiento de los dioses y del destino de los hombres. 5. Es obvio darse cuenta del ciclo diario: día-noche-día-noche… Es bueno conocer las regularidades porque permiten predecir (esperamos que mañana salga el sol otra vez). La medida del tiempo es la ordenación de sucesos periódicos según un antes y un después (aunque sea una tautología, es una definición escueta y rica: "tic-tac"). 6. Las personas necesitan medir el tiempo. Dice Isidoro de Sevilla: "Quítesele al tiempo su cómputo y todo quedará envuelto en la ciega ignorancia, y en nada se diferenciará el hombre de los demás animales". Tempus=la llegada de la estación. Chronos==flujo inexorable (irreversible) de estaciones. Khronos==dios del orden (en la teogonía de Hesiodo), hijo de Gaea y Urano y padre de Zeus. 7. Ya los egipcios conocían los ciclos diario (giro de la Tierra sobre sí misma), lunar (giro de la Luna alrededor de la Tierra) y solar (giro de la Tierra alrededor del Sol) antes del 5000 a.C. Por ser el más marcado se eligió el día como unidad de medida. Hoy día se sabe también que el Sol gira alrededor del centro de la Vía Láctea (nuestra galaxia) cada 225,106 años, que la Vía Láctea gira alrededor del cúmulo de Virgo, etc. 8. Aunque pocas actividades humanas están ligadas al ciclo lunar (las mareas), toda la agricultura está ligada al ciclo solar. Los primeros calendarios egipcios eran lunares, pero hacia el 4200 a.C. pasaron al solar de 365 días, basándose en que la estrella Sirio (la más brillante del cielo) justo precede al Sol en el amanecer cada 365 días, precisamente en la época en que comienzan las inundaciones del Nilo. El mes (lunar) se dividió en cuatro semanas (siete días) para corresponder a las cuatros fases lunares (luna nueva, cuarto creciente, luna llena y cuarto menguante), aunque ya el poeta griego Hesiodo (s. VII a.C.) dividía los meses (de 30 días) en tres décadas, como luego hicieran los promotores del sistema métrico decimal en 1791. 9. Además de para sincronizar las actividades humanas y para anotar eventos, ¿para qué sirve medir el tiempo? Lo más básico podría ser para ir detectando faltas de regularidad en los relojes (e.g. la no constancia del periodo diurno, ni del día solar, ni del mes lunar, ni del año solar, etc.), y también se ha usado para determinar la posición en alta mar, para comprobar modelos cosmológicos, para medir distancias (hoy día hasta el metro se define en función del tiempo de viaje de un rayo de luz), para localización todo terreno por satélite (GPS, Global Positioning System), etc.. 10. Para las medidas diminutas en la astronomía de precisión del s. XVI se dividió la hora en 60 minutos (1587 Tycho Brahe). Lo del 60 viene del sistema sexagesimal de los astrónomos babilonios, que dividían el grado de arco en 60 minutos de arco, y lo del minuto viene del 'primo minuto'. Pocos años después Galileo introdujo una segunda división, el segundo o 'secondo minuto' (1/60 de minuto). 11. Como unidad de tiempo se eligió el segundo y se definió como 1/86400 del día solar. Pero ya Kepler se dio cuenta que al ser la órbita elíptica, aun siendo el día sidéreo constante, el día solar sería menor en invierno (más cerca, más deprisa) que en verano. La relación entre el tiempo solar verdadero y el tiempo solar medio anual, se llama ecuación del tiempo. Cada día solar dura casi 4 minutos más que el día sidéreo (86400/365 s). 3 Sociedad Astronómica del Planetario Alfa, Monterrey N.L. México ¿Sabías que.. En los 1980s se desarrolló el sistema de posicionamiento global por satélite GPS (Global Positioning System), basado en la recepción simultánea de 4 señales de relojes atómicos embarcados en sendos satélites (de una constelación de 24 a 20 000 km de altitud, para asegurar cobertura permanente), lo que permite la localización tridimensional respecto a la posición de los satélites (difundida junto a la señal del reloj. La medida del tiempo hacia adelante se llama cronometría y se basa en un evento (e.g. disparo), un contador (reloj) y otro evento (cinta de meta). La medida de tiempo hacia atrás se llama datación y se basa en un calendario y un método de comparación, que puede ser: o Histórico (e.g. hundimiento de un galeón español fechado en el Archivo de Indias). o Arqueológico o paleográfico. Comparación de signos, herramientas y restos de seres vivos. o Estratigráfico. Capas de la corteza de un árbol, en el hielo, en los sedimentos. o Concentración. Por ejemplo, estimando el aporte de sales de los ríos al mar y la concentración en los estados inicial y final, Halley en 1715 dedujo que la edad de la tierra era de unos 108 años. o Desintegración del 14C (Libby, 1946). Se calibra con hechos históricos. Sirve para < 50 000 años, con una precisión de 2%. Se basa en las hipótesis siguientes: o La composición isotópica del C en la materia viva es uniforme y no varía con el tiempo, habiendo sido siempre la actual (0,989 de 12C; 0,011 de 13C y 10-12 de 14C) y siendo este último el único inestable, con un t½=5730 años. La explicación es que la desintegración del 14C parece compensarse con la producción de 14C por radiación solar (n+14N14C) en la atmósfera, donde se mezcla bien y pasa en el CO2 a las plantas y de éstas a los animales. La materia orgánica muerta ya no intercambia 14C con el ambiente y por tanto su concentración decae a ritmo conocido. Desintegración del 238U (Rutherford, 1905). Según 238U206Pb+84He con t½=4,5109 años (e.g. 1 kg de 238U al cabo de 4,5109 años pasaría a 0,5 kg de 238U + 0,40 kg de 206Pb + 0,06 kg de 4He). No es muy exacto, pero si se analizan a la vez varias cadenas de desintegración (232Th208Pb, 235Ac207Pb, 238U206Pb; el 205Pb no es radiogénico), la precisión aumenta mucho. En 1972 se adoptó el reloj atómico de cesio (la frecuencia fundamental es de unos 9.2109 Hz) para mantener la hora internacional (UTC=Universal Time Coordinated) y se transmite vía satélite con una incertidumbre de 10-6 s. La precisión en la determinación del origen es de 10-3 s, por eso cada 3 años se ajusta en 1 s un día (el 30-jun-85, el 30-jun-92, ??-ago-94). 4 Sociedad Astronómica del Planetario Alfa, Monterrey N.L. México Bibliografía: http://www.elalmanaque.com/Calendarios/CALENDAS.htm http://www.astronomos.org/articulistas/Articulospanish/Calendario_Origen.htm http://www.astronomos.org/articulistas/Articulospanish/Calendario_Gregoriano.htm http://www.astronomos.org/articulistas/Articulospanish/Tiempo_Aficionadoastronomia.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Calendario_juliano#Antecedentes 5 Sociedad Astronómica del Planetario Alfa, Monterrey N.L. México
