Acercándose a Chronos

En la mitología griega, el dios Chronos, rige la rotación de los astros y los calendarios. Es la personificación incorpórea del tiempo. Unido con Ananké ‒diosa de la inevitabilidad‒, son la fuerza del destino y guían el inevitable paso del tiempo.

A pesar de que la humanidad ha conseguido medir con muchísima precisión la magnitud física del tiempo− de tal manera que otras unidades básicas se pueden obtener del mismo− lo cierto es que, aparte de su definición puramente física: “duración de las cosas que se encuentran sujetas a cambio”, su naturaleza real es difícil de precisar. El propio San Agustín, manifestaba sobre este concepto: ”Si nadie me lo pregunta, lo sé; si me lo preguntan y quiero explicarlo, ya no lo sé” y el sabio Platón lo consideraba una ilusión.

A lo largo de la historia, el hombre ha buscado instrumentos y métodos para medir el tiempo, basándose en el sol, las estrellas, las estaciones o los periodos de lluvias. Con la utilización de los relojes se ha evolucionado, desde aproximaciones de minutos a casi exactitudes, de milésimas y millonésimas de segundo.

Los primeros dispositivos que se utilizaron para medir el tiempo fueron los relojes de sol, los de agua o clepsidras, los de arena y los de fuego, con aceite y cera. En la Edad Media− en Italia, hacia 1335, se data el más antiguo conocido− aparecieron los relojes mecánicos, con rueda dentada, pesas y engranajes. Fueron en realidad los primeros relojes auténticos. Galileo, en 1651, intuyó que las oscilaciones isócronas de un péndulo, podían utilizarse para medir las horas. No pudo llevarlo a la práctica y fue el holandés Christiaan Huyges, quien en 1656 inventó el primer reloj de péndulo y apareció también el minutero.

En la navegación marítima− para establecer la localización geográfica− se utilizaba la referencia a la hora de un lugar determinado. El reloj de péndulo, entonces utilizado, con las oscilaciones de los barcos, no hacía muy precisa la medición. El relojero inglés John Harrison, fabricó en 1761 unos cronómetros marinos, que eran más fiables que el péndulo.

Entre 1918 y 1927, tres científicos norteamericanos y uno británico utilizaron, para medir el tiempo, las oscilaciones eléctricas de un cristal de cuarzo. Fue un importante hallazgo y actualmente los relojes de cuarzo se utilizan masivamente tanto en uso personal, en la muñeca, como en muchos aparatos electrónicos.

Los relojes de péndulo y cuarzo, permitieron comprobar la irregularidad del movimiento de rotación de la Tierra. Además, los materiales de que estaban fabricados sufrían, con el tiempo, alteraciones a causa de su propia naturaleza y de agentes externos. La búsqueda de solución a estos problemas, inició investigaciones sobre medición del tiempo por oscilaciones en el espacio molecular y atómico, que aseguran una duración de su uso y eliminan la inestabilidad por causas externas.

La frecuencia de las oscilaciones electromagnéticas que emiten las moléculas, es muy alta. Un reloj atómico está basado en la frecuencia natural de las partículas atómicas. Se utiliza la frecuencia de oscilación entre dos estados de energía de un átomo o una molécula. En el primer reloj molecular, en 1949, se recurrió a moléculas de Amoniaco.

Se detectaron dificultades y a finales de los 50 y principios de los 60, las investigaciones se dirigieron a solucionarlas, por científicos de la Oficina Norteamericana de Estándares, que las orientaron hacia la fabricación de un reloj atómico de Cesio. Varios Premios Nobel estuvieron involucrados y el primer prototipo fue construido en 1952 en Washington DC. Algunos problemas de funcionamiento, llevaron a finalizar, en 1955, el primer reloj atómico operativo en Gran Bretaña, que fue durante un año el único funcional en todo el mundo. En el dispositivo se utilizaron átomos de Cesio, en los cuales la frecuencia de resonancia de una de las transiciones es igual a 9.192.631.770 periodos por segundo.

El error que comete el reloj de cesio es aproximadamente de 1 nanosegundo por día, aunque se han conseguido también otras cifras más pequeñas de error. Se investiga para conseguir mayor precisión aun, en relojes compuestos por un solo átomo o ion. Los modernos relojes atómicos, con estructuras a base de un generador cuántico de hidrógeno, están superando el estándar atómico del cesio.

Para evitar errores o averías en los observatorios que determinan la hora exacta, la misma se obtiene por el valor medio de las indicaciones de un conjunto de más de 400 relojes atómicos, sincronizados y distribuidos en observatorios por todo el mundo.

A lo largo de los años, se definía el tiempo por la rotación de la Tierra alrededor de su eje y su traslación alrededor del Sol. Un año era el tiempo de una vuelta alrededor del astro reyy una vuelta sobre si misma era un día, que se dividía en 24 horas. La hora constaba de 60 minutos y el minuto de 60 segundos. En 1900, se definió el segundo o segundo solar, como la 86.400 ava parte del día solar medio. La rotación de la tierra se suponía que era uniforme y la escala de tiempo estaba ligada a ese periodo. En realidad, era variable y había que ajustarla. El año 1928, la Unión Astronómica Internacional adoptó la expresión Tiempo Universal (UT), como tiempo de referencia, para utilización en aspectos científicos, con diferentes versiones (UT0, UT1, UT2), a medida que se iban ampliando los conocimientos sobre la rotación.

Entre 1960 y 1967, se definió como la 31.556.925,9747 parte del año tropical de 1900 y la escala de tiempo se denominó Tiempo de Efemérides (ET) que sí es uniforme, por basarse en el movimiento orbital de la Tierra respecto al Sol y no en la rotación, pero era difícil de usar y medir por lo que tuvo corta vida. La Unión Astronómica Internacional lo sustituyó en 1976 por el Tiempo Terrestre (TT) o Tiempo Dinámico Terrestre (TDT) así denominado hasta 1991.

El Tiempo Atómico Internacional (TAI) es un estándar de tiempo de coordenadas atómicas de alta precisión, aplicado al geoide Tierra. Es la realización principal del Tiempo Terrestre (TT) y la base para el Tiempo Universal Coordinado (UTC). El sistema se inició experimentalmente en 1955 y alcanzó pleno funcionamiento y disponibilidad el 1 de enero de 1958, en el que se sincronizó con el Tiempo Universal (UT) aunque, por el movimiento cambiante de la Tierra, se han ido separando.

En la 13ª Conferencia General de Pesas y Medidas, en 1964, se había decidido adoptar el reloj atómico de cesio astronómico para determinar un nuevo patrón de tiempo. Se hizo en 1967, definiendo el segundo de la siguiente manera: “La duración de 9.192.631.770 periodos de la radiación asociada a la oscilaciones de la transición hiperfina entre dos niveles del estado base−definido con campo magnético cero− del átomo de Cesio 133 a 0º Kelvin de temperatura”. A pesar de la farragosa definición, casi ininteligible para el profano, no cabe duda que el nuevo patrón es más acertado que el definido basado en la rotación de la Tierra. Da una mayor certidumbre y precisión, por no estar afectado por irregularidades, otros fenómenos astronómicos y el envejecimiento.

Para mantener el sincronismo entre el TAI y el UT, se acordó en 1971 establecer, por expertos de la Unión Internacional de Telecomunicaciones, el Tiempo Universal Coordinado (UTC, en inglés Coordinated Universal Time) y se introdujo el 1 de enero de 1972. Se diseñó para que, como escala de uso civil, tuviese la misma unidad que el Tiempo Atómico Internacional (TAI) y se intercalase o restase un segundo al finalizar el año, si se produjese una diferencia. Antes de esa fecha, el Tiempo Universal (UT) era considerado como el Tiempo Medio en Greenwich (GTM, en inglés, Greenwich Mean Time).

El UTC se obtiene a partir del Tiempo Atómico Internacional (TAI), que se calcula a partir de una media ponderada de las señales de más de 400 relojes atómicos, que se encuentran en unos 70 laboratorios nacionales de todo el mundo. Al ser la rotación de la Tierra no constante, aunque estable, el UTC se retrasa con respecto al TAI.

El Tiempo Universal Coordinado (UTC) es un sucesor del Tiempo Medio de Greenwich (GMT), que no se utiliza ya en astronomía y en el área científica, y constituye el principal estándar y base de tiempo legal, que sirve para regular el propio tiempo y poner en punto los relojes. En consecuencia, las zonas horarias mundiales, determinadas por los meridianos, se definen como desviaciones el este o al oeste del UTC y no del GMT, con respecto al meridiano cero de Greenwich.

España también tiene su variedad ya que tenemos dos zonas horarias: la Península, Baleares, Ceuta y Melilla en meridiano +1 y Canarias en meridiano 0

El giro de rotación de la Tierra es menos uniforme que los parámetros que rigen los relojes atómicos, por lo que se produce una cierta discrepancia entre los valores del GMT y el UTC. Se admite que las determinaciones de ambos son correctas si no difieren en más de 0,9 segundos. Si se produce una diferencia mayor, se añade o resta un segundo a los relojes atómicos, que se denomina segundo intercalar. A título de referencia histórica, la primera adaptación para sincronizar UTC y GMT se realizó el 30 de junio de 1972, a las 12 de la noche. Desde entonces se han realizado sincronizaciones, todas ellas añadiendo un segundo, pero evidentemente la variación de la rotación puede dar lugar a que, en algún caso, se deba realizar una sustracción intercalar.

En nuestro país, según el Real Decreto 1308/1992, de 23 de octubre, se establece que el Laboratorio del Real Instituto y Observatorio de la Armada (ROA), será el laboratorio depositario del Patrón Nacional de Tiempo y asociado al Centro Español de Metrología.

El patrón de la unidad básica de tiempo que mantiene el ROA –que será responsable, en nombre de Estado, de su custodia, conservación, man¬tenimiento y difusión− se declara, a efectos legales, como el Patrón Nacional de dicha unidad. Asimismo, la escala de “tiempo universal coordinado” (UTC), de dicho ROA, será considerada como la base de la hora legal en todo el territorio nacional.

La notación del tiempo se establece con dos sistemas. El de 24 horas, divide el día en 24 horas a partir de la medianoche, marcada como hora cero u hora 24, hasta la medianoche siguiente. En el de 12 horas, las 24 del día se dividen en dos periodos de 12 horas. A las 12 de la madrugada, comienzo del día, se le asigna las cero horas y sucesivamente se van numerando las siguientes hasta las doce del mediodía, a partir de donde empiezan a numerarse desde el 1. Las doce primeras, se catalogan como ante meridiem –“antes del medio día”, en español−y se les adiciona la notación a.m. Las 12 del periodo siguiente, son las de post meridiem−“después del mediodía”, en español−con la adición identificativa p.m.

En la mayoría de los países del mundo conviven ambos sistemas. Como curioso caso histórico, hay que citar el sistema romana o italiano, de 6 horas, implantado por la Iglesia en el siglo XIII y vigente en la península italiana hasta que Napoleón introdujo el sistema de 12 horas. En el desaparecido sistema, que permanece en muchos campanarios y fachadas de iglesias, se consideraba que el día iba desde el Ave María della sera – al terminar el anochecer, una media hora después de la puesta del sol−hasta la siguiente y se dividía en cuatro periodos de 6 horas.

Los meridianos son unas semicircunferencias ficticias verticales que unen el polo norte y el polo sur, que interseccionan con el ecuador y los paralelos, otras ficticias circunferencias horizontales. Los antiguos geógrafos y astrónomo griegos y en especial Marino de Tiro− a final del siglo I y principios del II− los idearon como instrumentos, para crear unas retículas que establecieran unas coordenadas geográficas−longitud y latitud− que pudieran localizar y determinar la situación de un punto, sobre la superficie de la Tierra.

El término meridiano viene etimológicamente del latín meridianus, que significaba “relativo al mediodía”. Precisamente se le dio ese nombre a las imaginarias líneas verticales que unían los polos porque, independientemente de la latitud a que esté situado y que el sol esté más alto o más bajo, cualquier persona que se encuentre el algún punto del mismo meridiano contemplará el mediodía solar al mismo tiempo. Por esta razón, uno de los procedimientos de los marinos británicos para fijar su situación era relacionar la hora local, con la hora del meridiano de origen elegido.

Con el inicio de la Revolución Industrial y la necesidad de utilizar horarios menos aleatorios o intuitivos que los relacionados con el canto del gallo, la luz solar u otras referencias y por otra parte la aparición del ferrocarril, que atravesaba el país y cruzaba por diferentes zonas a diferentes horas, planteó la necesidad de establecer una medición horaria compartida por las diferentes áreas de los países.

Gran Bretaña fue pionera, cuando en 1840 adoptó generalizadamente, como tiempo oficial el de la pequeña ciudad de Greenwich, al sur de Londres, donde se ubicaba el Real Observatorio fundado por el rey Carlos II en 1675. La institución comunicaba a todo el país cada hora, por servicio telegráfico. Cuarenta años después, en 1883, EEUU también adoptó como referencia el meridiano de Greenwich obligados para racionalizar su extenso sistema ferroviario.

A nivel mundial, para facilitar la navegación, las comunicaciones terrestres y el comercio, se hizo palpable la evidente necesidad de establecer un meridiano de referencia universal. El entonces presidente estadounidense Chester A. Arthur, convocó la Conferencia Internacional del Meridiano, que se celebró en octubre de 1884, en Washington DC. Los delegados de 25 países votaron, casi unánimemente, que el Meridiano de Greenwich seria el meridiano base de referencia, primer meridiano o meridiano 0, en cero grados de longitud. Asimismo, establecieron un día universal, como día solar medio y el comienzo del día a la media noche del meridiano base. Era necesario también, y así se aprobó, la creación del “antimeridiano”, coincidente con la línea imaginaria del meridiano 180º. Quedó establecido como “Línea Internacional de Cambio de Fecha” y significa el final del día iniciado en Greenwich. La elección del meridiano londinense para significar el de referencia cero, fue motivada− aparte de por el prestigio acreditado del Real Observatorio− porque el antimeridiano, al otro lado del mundo, se encontraría en áreas marítimas escasamente pobladas.

Como dato anecdótico, el Meridiano de Greenwich entra en nuestro país por los Pirineos, atraviesa la provincia de Huesca−incluso a la altura de Fraga, en la autopista de Zaragoza, un cartel lo indica−continua por la Comunidad Valenciana y pasa por Castellón, Golfo de Valencia, Denia y Altea, continuando por el mar Mediterráneo.

La Tierra tiene un movimiento de rotación sobre sí misma y como consecuencia, la posición del sol, incidiendo sobre las diferentes áreas del planeta‒ que origina la situación horaria en cada una de ellas‒ no es la misma. Por tanto, existe una diversidad de horas en cada zona geográfica. Esto supone una dificultad para los transportes y en las actividades humanas, tanto a niveles nacionales como internacionales.

Quizá uno de los pioneros en la introducción de zonas horarias que coordinaran las horas de todos los países, fue el matemático y político italiano Quirico Filopanti, que publicó un libro en 1858 proponiendo 24 zonas horarias, con origen en el meridiano de Roma y que denominó “días longitudinales”. En 1879 el ingeniero de ferrocarriles, canadiense nacido en Escocia, Sir Sandford Fleming ‒ parece ser que, afectado por haber perdido un tren, por la confusión de horarios‒ propuso la idea de crear un horario mundial a base de unos husos horarios, iniciados en el meridiano cero de Greenwich.

Como en la Conferencia del Meridiano de 1884, no se aceptó su propuesta y no se llegó a un acuerdo sobre los husos horarios, hubo que esperar a la Conferencia de la Hora de Paris en 1912, para aprobar la creación e implantación de los mismos dichos husos, que regularían la diversidad y diferencias horarias de los países. Tuvo gran influencia, el desarrollo del transporte por ferrocarril.

En el caso de la España del siglo XIX, la hora civil la marcaba el meridiano de Madrid, desplazado hacia el oeste 3 grados y 41 minutos del de Greenwich. Cada provincia se regía por el meridiano que la atravesaba y por tanto con diversidad de horarios entre ellas. Afortunadamente, con el comienzo del siglo XX, el 1 de enero de 1901, se solventó el desbarajuste y la disparidad de horarios, decretando el gobierno la adopción del meridiano de Greenwich, como hora oficial, GMT (Greenwich Meridian Time). La nueva hora tuvo aplicación en todo el territorio nacional y hasta el 11 de enero de 1922 no se retrasó en la Islas Canarias su hora respecto a la Península y Baleares.

Los husos horarios se diseñaron como unas franjas verticales artificiales e imaginarias, enmarcadas cada una de ellas entre dos meridianos adyacentes. Se establecieron en número de 24, correspondiendo a las 24 horas del día y consecuentemente cada huso ocupará una hora. Dividiendo los 360º de la circunferencia terrestre, entre 24, resulta que cada huso abarca una longitud de 15º. Estos husos teóricos, presentan un ensanchamiento central en el ecuador y se van achatando hacia los polos. Tienen una forma similar a un gajo de naranja y parecido, en la forma, a los husos de hilar, por lo que se bautizaron con ese nombre.

El huso origen de referencia horaria, es el que contiene en su centro, como eje, el Meridiano de Greenwich (GMT). Hacia el este y el oeste se van agregando, cada 15º los demás husos. Todo el territorio contenido en cada huso tendrá la misma hora y su cálculo es fácil, porque en los situados hacia el este irán sumando una hora desde el de Greenwich (GMT+1, GMT+2, GMT+3. Etc.), mientras que los situados al oeste irán restándola (GMT-1, GMT-2, GMT-3. Etc.). La razón es evidente, porque con el movimiento rotacional de la Tierra realizado en sentido de oeste a este, las regiones orientales tienen un horario adelantado frente a las occidentales que es más retrasado.

Teóricamente, los meridianos que delimitan los husos horarios deberían ser rectilíneos verticalmente, pero en muchos casos son irregulares debido las diferentes fronteras políticas y dimensiones geográficas de los países. En EEUU, Brasil, Rusia o México y otros por su gran extensión, adoptan más de una zona horaria en sus territorios.

Existen, no obstante situaciones anecdóticas y curiosas. Kiribati es un archipiélago en el Pacífico, con más de tres millones y medio de kilómetros cuadrados. Al adquirir, con su independencia, en 1979 las Islas Fénix y de la Línea, resultaba que las mismas estaban situadas al este del meridiano 180º, con lo que el país compartía dos días distintos. Para solucionarlo, inventaron dos husos horarios +13 y +14, con lo que todo el país está en la misma fecha.

Aunque los husos horarios se miden en horas completas, arriba o debajo de Greenwich, hay algunos países que utilizan la media hora como la India +5,30, Birmania +6,30 o Venezuela -4,30 y algunos otros. Incluso se va más lejos en Nepal, que utilizan los cuartos de hora, +5,45 sobre Londres y 15 minutos sobre la India. También en cinco localidades en la Llanura de Nullarbor, un pequeño trozo de Australia, se usa el +8,45.

En cuanto a países con bastante más de un huso horario se encuentra, en primer lugar, Francia, con doce zonas horarias habitadas y otra más en la Antártida. EEUU tiene once y Reino Unido, ocho. Aunque ciertamente en estos países se han incluido todas las posesiones a lo ancho y largo del globo terráqueo. Rusia tiene nueve, después de reducir las once que tenía y Canadá seis.

Un curioso caso − explicable en cierto modo por las características su régimen− es el de la República China que, a pesar de su enorme extensión territorial de casi diez millones de kilómetros cuadrados, y estar contenida en seis husos horarios mantiene, desde el triunfo de su Revolución en 1949, la hora oficial de Pekín para todo el país.

Una circunstancia, en cierto modo pintoresca, es la que ocurre en los trifinios o tripuntos−puntos geográficos de convergencia de tres fronteras terrestres de tres países− en los cuales, dando vueltas alrededor, se puede estar en tres horas oficiales diferentes.

También España tiene su variedad ya que tenemos dos zonas horarias: la Península, Baleares, Ceuta y Melilla en meridiano +1 y las Islas Canarias en meridiano 0.