Astronomía del Traspatio: El Tiempo y el Aficionado a la Astronomía
Por Alan MacRobert   Traducción de Francisco Javier Mandujano Ortiz

En la actualidad, saber que hora es resulta muy sencillo; solamente hay que ver el reloj. Usted puede suponer que los relojes de todos los que habitan en su misma zona de tiempo geográfico tendrán la misma hora y de hecho así es.

Tiempo Local Aparente (TLA), conocido también como tiempo solar aparente o tiempo solar, es lo que todos usaron hace mucho tiempo cuando el Sol rigió el tiempo. El medio día fue lo que mucha gente todavía piensa que es el medio día: cuando el Sol cruza el meridiano -- esto es, cuando el Sol llega al sur (para las personas que viven a latitudes muy hacia el norte), en el punto mas elevado del día y a la mitad entre el amanecer y el atardecer. La palabra "meridiano" proviene del Latín y significa "mediodía".

Pero, cuando se inventaron los relojes razonablemente precisos, los cronometristas notaron que había errores con respecto al tiempo solar. Algunas veces, el Sol, en su diario recorrer a través del cielo, se adelanta 16 minutos mientras que en otras ocasiones se atrasa hasta 14 minutos; esto depende de la estación del año.

Este efecto se debe a la inclinación del eje de la Tierra y a la forma elíptica de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. Para escapar de este problema, se inventó el siguiente sistema de tiempo.

Tiempo Promedio Local (TPL). Los astrónomos crearon un Sol promedio imaginario de buen comportamiento, que viaja a lo largo del ecuador celeste a una velocidad uniforme para hacer su circuito anual alrededor de las constelaciones. El Sol promedio tiene una ascensión recta promedio de la del Sol real. El medio día se convirtió en el momento cuando el Sol promedio cruzó el meridiano.

Al número de minutos de diferencia existente a favor o en contra del Sol real respecto del Sol promedio se llamó ecuación del tiempo. Es posible buscar su valor en un almanaque o puede leerse de la gráfica situada en la parte central de la revista Sky & Telescope del mes de enero, en la sección Sky-Gazer´s Almanac.

Pero este ajuste no fue suficiente. Debido a la redondez de la Tierra, existe un problema aún peor.

Tiempo Normal. Debido a que la superficie de la Tierra se curva, la parte "sobre su cabeza" en su ciudad es diferente de la "parte sobre su cabeza" a unos cuantos kilómetros de distancia. De manera semejante, cuando el Sol o una estrella se encuentran en el meridiano de usted, todavía no han llegado al meridiano de una persona situada al oeste de la posición que usted ocupa y en cambio, ya cruzaron el meridiano de otra persona situada al este de usted.

A una latitud de 40°, la diferencia existente es de un minuto de tiempo por cada 20.8 kilómetros (13 millas) moviéndose tanto al este como al oeste de su posición. Para una persona situada a 20.8 kilómetros al oeste de usted y que esté observando el cielo, el tiempo es 11:59, cuando para usted son las 12:00 y para otra persona situada a 20.8 kilómetros al este, son las 12:01. Por esto es que el Tiempo Promedio Local es local, o sea que depende de su localización.

Esto no importó cuando los viajes y las comunicaciones eran lentas. El problema se volvió mas agudo en el siglo XIX. El amplio uso tanto del telégrafo como de los trenes forzaron finalmente al cambio. ¿Cómo podría usted tomar un tren a tiempo si cada pueblo tenía una hora distinta?

En 1883, los Estados Unidos de Norteamérica se dividieron en zonas de tiempo normal; el resto del mundo acogió la idea. En cada zona, los relojes se ponen de acuerdo al Tiempo Promedio Local de una longitud normal: 75° oeste para el Tiempo Normal del Este, 90° para el Central, 105° para el de las Montañas y 120° para el del Pacífico. La diferencia de tiempo entre cada región colindante es de una hora debido a que sus longitudes correspondientes se encuentran separadas 15° -- 1/24 del camino alrededor de la Tierra.

El tiempo normal fue un gran avance para la sociedad; pero no para los observadores del cielo. Los planisferios (ruedas de estrellas) todavía trabajan en Tiempo Promedio Local (TPL). De la misma forma lo hacen los mapas del cielo en los que se muestra el horizonte terrestre, como el que se encuentra en el centro de las revistas Sky & Telescope de cada mes. Ocurre lo mismo para el Sky-Gazer´s Almanac en nuestro ejemplar de enero, el "Tiempo Local del Tránsito" para nuestro Sol, Luna y Planetas, la carta del este Mes y cualquier otro mapa, instrumento o cálculo que muestre objetos astronómicos con respecto a su horizonte, cenit o meridiano sin tomar en cuenta explícitamente su longitud local.

Por suerte, hacer las correcciones para el TPL es muy sencillo. Por cada grado que esté usted al oeste de su longitud normal de tiempo de zona añada 4 minutos al TPL para que se convierta en tiempo normal. Por cada grado que se encuentre al este, réstele cuatro minutos.

Para estar seguro de que no lo hará al revés, utilice la fórmula: Tiempo Normal = TPL + Corrección, donde la corrección es positiva al oeste de su meridiano de zona de tiempo y negativa al este. Encuentre y apréndase su corrección; la usará para siempre.

Para obtener el tiempo de ahorro diurno, por supuesto, añada una hora al tiempo normal. Este tiempo se usa de manera normal en los Estados Unidos de Norteamérica (excepto Hawaii y los condados del Oeste medio) de las 2:00 a.m. del primer domingo de abril a las 2:00 a.m. del último domingo de octubre. En la República Mexicana ocurre lo mismo.

Tiempo Universal (TU). El tiempo normal (y su variante de tiempo diurno de ahorro) sirve correctamente dentro de una zona determinada, pero cuando es necesario referirse a escala mundial, como en un almanaque mundial, ¿Qué tiempo deberá favorecerse?

Lógicamente, se tomó el acuerdo de que la zona de tiempo "universal" debería ser la de 0 grado de longitud. Por definición, esta longitud está gravada en una placa de bronce en el piso del Antiguo Observatorio Real de Greenwich en Inglaterra. De ahí que durante un largo tiempo se le conoció al TU como Tiempo del Meridiano de Greenwich (TMG).

Por tradición, el Tu se mide en un sistema de 24 horas, donde el medio día son las 12:00, la 1 p.m. son las 13:00, las 2 p.m. son las 14:00 y así sucesivamente. Media noche son las 0:00 horas.

Una de las primeras cosas que debe aprender un principiante es como convertir el TU en tiempo normal. Es fácil. Para obtener el Tiempo Normal del Este, reste 5 horas del TU. Para el Tiempo Normal Central, reste 6 horas; para el Tiempo Normal de las Montañas, reste 7 horas y para el Tiempo del Pacífico, reste 8 horas. Para el meridiano central de la República Mexicana reste 6 horas, excepto durante el período de ahorro antes mencionado, (abril a octubre) durante el cual solamente se restan 5 horas.

¡Por supuesto que la fecha debería de estar dada en el mismo sistema de tiempo! Si obtiene una cifra de tiempo negativa al restar del TU, añada 24 horas. En este caso, el resultado corresponderá a la fecha del día anterior. Por ejemplo, en una ciudad ubicada en la Zona de Tiempo del Este y en Tiempo de Ahorro, a las 2:00 del día 15 de abril le corresponde un TU de las 10:00 p.m. del día 14 de abril. Para la Ciudad de México, las 23:00 del día 21 de agosto corresponden a las 4:00 de Tiempo Universal del día 22. Estas instrucciones y notas se encuentran en la sección de Notas del Calendario de Sky & Telescope de cada mes.

Muchos aficionados encuentran como una manera fácil aprender cuando son las 0:00 de TU (escritas a menudo las 0h) en su zona de tiempo. Por ejemplo, las 0h de TU son las 7 p.m. para el Tiempo Medio del Este (8 p.m. para el tiempo de ahorro) de un día anterior. (Si tiene un radio de onda corta sintonice la estación WWV en 5, en 10 ó en 15 Mhz y cada minuto tendrá el dato del T.U.)

Tiempo de Efemérides; Tiempo Dinámico. Habiéndose establecido el sistema mundial de zonas de tiempo, con el TU encabezando orgullosamente la lista, todo debería de funcionar bien para siempre, pero no fue así.

Los astrónomos que trabajaban con la dinámica del sistema solar notaron algo muy perturbador. La longitud del día variaba.

La rotación de la Tierra disminuía y se aceleraba de manera impredecible, mientras ocurre una disminución de su velocidad de rotación que solamente es notoria en un período de tiempo muy largo. Esto se debe a la fricción de las mareas provocadas por el Sol y la Luna. Se dice que ocurren cambios lentos irregulares que involucran movimientos de material en el fluido interior de la Tierra. Los cambios en los vientos, masas de aire, nevadas y otros factores, provocan variaciones a corto plazo.

Encarados al problema, los astrónomos en 1960 instituyeron el Tiempo de Efemérides (TE). Este sistema de tiempo corre perfectamente estable sin importar la rotación de la Tierra, mas aun, sin importar que la Tierra exista. Se usa para muchos cálculos celestes y predicciones de almanaques (efemérides), especialmente para aquellos que tienen que ver con los movimientos de la Luna, los planetas y otros cuerpos del sistema solar en el espacio.

El Tiempo de Efemérides se iguala el Tiempo Universal alrededor de 1902. Desde entonces, el TU se ha ido corriendo de tal forma que en 1996, el TU tiene una diferencia de 62 segundos.

En 1984 se le cambió el nombre por el de Tiempo Dinámico Terrestre (TDT o TT); también se creó el Tiempo Dinámico Baricéntrico (TDB), que está referido al centro de masa del sistema solar. Para el propósito de los aficionados, pueden considerarse idénticos ya que su diferencia es de milisegundos.

Si encuentra usted un tiempo dado en TE o Tiempo Dinámico y si importa un minuto de precisión, es necesario que usted sepa la diferencia con el TU. Los almanaques la indican y se le conoce como Delta T. Use la fórmula UT = Tiempo Dinámico - Delta T. Es imposible predecir Delta T de una manera precisa ya que la velocidad caprichosa de rotación terrestre es altamente impredecible.

Tiempo Universal Coordinado (TUC). Toda la civilización, no solamente los astrónomos, necesitan de un sistema de tiempo tan accesible como el Tiempo Dinámico. Pero gran parte de la humanidad está acostumbrada al ciclo natural del día, digamos variable. ¿Qué hacer?

Parte de la solución ha sido redefinir la unidad básica de tiempo, el segundo. Un segundo ya no es exactamente 1/86,400 de un día solar promedio. Desde 1967, el segundo se ha definido como cuanto tardan átomos de Cesium 133 en emitir 9,192,631,770 ciclos de una cierta radiación de microondas en un reloj atómico.

Con el segundo no definido con base astronómica, la Tierra puede girar como le plazca sin perturbar los relojes del mundo. Pero hay que pagar un precio. Un día ya no tiene 24 horas. En 1983 hubo un promedio de 24.00000063 horas en un día y en 1986 hubo 24.00000034.

Para mantener nuestros relojes cercanos a la rotación de la Tierra, hay que aumentar un segundo al Tiempo Universal cada año o cuando se requiera. Este segundo puede añadirse el 30 de junio o el 31 de diciembre de Tiempo Universal, por lo que, el último minuto del día tendrá 61 segundos.

El resultado es el Tiempo Coordinado Universal o TCU (internacionalmente se conoce como UTC, por ser su acrónimo francés) cuyo valor rige los relojes del mundo. El UTC es la base para todas las señales de tiempo empleadas en las transmisiones de radio y otros servicios del tiempo. En los círculos no astronómicos se le llama algunas veces tiempo Mundial, tiempo Z o Zulu.

Pero el segundo flotante del UTC pasa desapercibido por la Tierra, los planetas y las estrellas. Las predicciones de los almanaques que están dadas en "TU" se encuentran en un sistema conocido como TU1, el cual esta siempre dentro de 0.9 segundos de UTC. De ahí que, cuando especifique "TU" con un segundo de precisión deberá de aclarar a que tiempo se refiere si a UTC o a UT1 a menos que sea obvio en el contexto -- tal como viene de una estación de radio.

Existe también un TU0, que es casi el mismo que el TU1 pero que incluye el pequeño efecto del movimiento de la corteza terrestre con respecto al eje (movimiento polar) y el TU2 que es obsoleto.

Tiempo Sidéreo. Es simplemente la ascención recta de las estrellas sobre su meridiano en cualquier momento. El tiempo sidéreo corre cerca de 4 minutos (3m 56s) mas rápido cada día con respecto a todos los sistemas anteriormente mencionados. Un viejo truco de los aficionados a la astronomía consiste en ajustar los relojes para que corran 4 minutos mas rápido por día; colóquelo en el tiempo sidéreo local y úselo para saber que constelaciones se encuentran sobre el meridiano y que cartas estelares deberá usar. Por ejemplo, si el reloj marca 5:30 a.m., en su meridiano estará la ascensión recta 5h 30m y ahí encontrará a Orión.

Alan MacRobert es un Editor Asociado de la revista Sky & Telescope y un ávido astrónomo de traspatio.

Francisco Javier Mandujano Ortiz es miembro del Consejo Consultivo de la Sociedad Astronómica de México A.C.