Tweet
Un año es el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta alrededor del Sol. Esa es la idea intuitiva que todos tenemos. Pero la idea intuitiva es una cosa y la definición precisa de los conceptos que se requiere en ciencia es otra. ¿Cómo sabemos que la Tierra ha completado una vuelta alrededor del Sol? Imaginemos que nos alejamos en una nave espacial y miramos al sistema Tierra-Sol desde fuera. Veremos a la Tierra dando vueltas alrededor del Sol y muy lejos, en el infinito, las estrellas que podemos considerar fijas. Así que desde el punto de vista de nuestra nave (que mantenemos en reposo con respecto a las estrellas) podemos decir que la Tierra ha completado una vuelta al Sol cuando vuelve a pasar por el mismo punto de su órbita con respecto a las estrellas fijas. El tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos de la Tierra por el mismo punto de su órbita referido a las estrellas se llama año sidéreo. La duración de 1 año sidéreo es de 366,256363 días sidéreos. Un día sidéreo es, por si no lo recordamos, el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta sobre si misma con respecto a las estrellas fijas. Así que, como vemos, hemos definido un año y un día midiendo el tiempo a partir de la duración de ciertos eventos astronómicos en los que no interviene el Sol para nada (En la definición del año sidéreo el Sol no juega ningún papel, lo mismo podríamos tener en el foco de la órbita el Sol o cualquier otra cosa. Son los pasos de la Tierra por un mismo punto del espacio referido a las estrellas lo que define el año sidéreo. Lo mismo ocurre, claro, con la definición del día sidéreo). Pero el tiempo sidéreo no es una medida del tiempo conveniente para regir la vida cotidiana. La razón es que la sucesión de días y noches se rige, claro, por el Sol. Y puesto que el Sol se desplaza respecto a nosotros hacia el este a lo largo de la eclíptica dando una vuelta por año, resulta que cada día las estrellas llegan a su misma posición del día anterior unos 4 minutos antes de que el Sol esté en la misma posición en que estaba ayer. Así que si contamos el tiempo mediante el paso de las estrellas por el mismo punto del cielo resulta que el Sol se "despendola". Si nuestro horario laboral es de 8 a 17 horas sidéreas, en unas épocas del año entraríamos a trabajar de día, otras de noche, etc. En resumen, un follón. Así que para nuestra vida cotidiana utilizamos el tiempo solar medio. Y, como ya he dicho más arriba, 1 día sidéreo es más corto que 1 día solar medio, en concreto 1 día sidéreo son 23 horas 56,0706 minutos (o sea, 23,9345 horas) de tiempo solar medio. Así que entonces la duración de un año sidéreo es 366,256363 x 23,9345 = 8766,1629 horas solares medios o, lo que es lo mismo, 365,2568 días solares medios.
Pero con el año sidéreo sucede algo similar a lo que sucede con el día sidéreo en relación con nuestra vida cotidiana. Si utilizamos el año sidéreo para construir nuestro calendario acabaremos viendo como cada una de las estaciones comienza, con el paso del tiempo, en todos los meses del año. La razón es la precesión de los equinoccios. La primavera comienza en el hemisferio norte cuando el Sol se encuentra en el punto vernal. Pero el punto vernal se desplaza, con respecto a las estrellas, hacia el oeste a lo largo de la eclíptica a razón de 50,29 segundos de arco por año como resultado del moviento de precesión del eje de rotación de la Tierra (la Tierra rota sobre sí misma de manera similar a como lo hace una peonza de manera que el eje de rotación no está fijo en el espacio sino que, por el contrario, describe un círculo. En completar ese círculo el eje de la Tierra tarda unos 25700 años). El Sol, sin embargo, recorre la eclíptica de oeste a este. Así que imaginemos que en un determinado instante coinciden el comienzo de un nuevo año sidéreo (porque la Tierra se encuentra justo en ese momento en el punto de su órbita respecto a las estrellas que utilizamos para definir el año sidéreo) con que el Sol se encuentra en el punto vernal. Entonces este año sidéreo en particular la primavera comienza justo con el comienzo del año. Pero resulta que, dados los movimientos del Sol y del punto vernal sobre la esfera celeste, el Sol se encontrará de nuevo en el punto vernal antes de que finalice el año sidéreo que acaba de comenzar. La siguiente primavera no empezará entonces con el comienzo del segundo año sidéreo sino que lo hará antes del final del año sidéreo en curso. Y, como es evidente, el efecto se acumula año tras año de manera que, transcurrido el suficiente tiempo, el comienzo de cada estación iría teniendo lugar a lo largo de todo el año sidéreo. Es claro entonces que el año sidéreo no puede usarse para construir calendarios.
Definimos entonces el año trópico como el tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos del Sol por el punto vernal. Según la discusión del párrafo anterior, el año trópico será más corto que el año sidéreo pues el punto vernal se mueve hacia el oeste mientras que el Sol lo hace hacia el este, ambos sobre la eclíptica. Puesto que en recorrer la eclíptica completa (360 x 60 x 60 segundos de arco) el Sol tarda 365,2568 días solares medios, en recorrer 50,29 segundos de arco tardará 0,014173 días solares medios. Así pues, la duración del año trópico es de 365,2568 - 0,0142 = 365,2426 días solares medios.
Para construir calendarios utilizamos entonces el año trópico y las horas solares medias como medida del tiempo. De esta manera las estaciones ocurren en la misma época cada año y el día y la noche se suceden sin alteraciones antinaturales como ocurriría, según he discutido más arriba, en caso de utilizar el día sidéreo en lugar del día solar medio. Pero de inmediato nos encontramos con un importante problema: un año trópico no está formado por un número entero de días solares medios. Para resolver este problema se han inventado diferentes calendarios a lo largo de la historia. El calendario Juliano, llamado así porque fue introducido por el emperador Julio César en el año 45 a.C. por consejo del astrónomo Sosígenes, constaba de años de 365 días con un año bisiesto de 366 días cada cuatro. De esta manera en promedio el día extra se reparte entre cuatro años de modo que en el calendario Juliano el año tenía en promedio una duración de 365,25 días solares medios, bastante aproximada a la duración real de 365,2426 días. Aún así, cada año el calendario Juliano acumulaba un desfase de 365,25 - 365,2426 = 0,0074 días (es decir, poco más de 10 minutos de desfase por año). El calendario Juliano estuvo en vigor durante 16 siglos hasta que el desfase acumulado era tal que el papa Gregorio XIII se vio obligado a acometer una reforma para corregir el problema, dando lugar al calendario Gregoriano que es el que utilizamos hoy día. Por un lado había que evitar el desfase y para ello es necesario dejar de considerar bisiestos algunos de los años tomados como tal por el calendario Juliano (el calendario Juliano introdujo años de 365,25 días cuando el anterior usaba años de 365 días. Mientras que este último se quedaba corto el calendario Juliano se pasó al otro lado con respecto a la duración correcta del año). La solución fue mantener los años bisiestos con la salvedad de que el último año de cada siglo deja de ser bisiesto para pasar a ser un año ordinario salvo si ese último año del siglo resulta ser múltiplo de 400. Así los años 1700, 1800 y 1900 no fueron bisiestos, el año 2000 sí lo fue y el 2100 no lo será. Con esta modificación del esquema de años bisiestos el desfase que se produce se reduce a 1 día cada 3000 años, así que tendrá que transcurrir aún muchísimo tiempo antes de que se haga necesaria otra reforma. El otro problema que tuvo que resolver la reforma Gregoriana fue la de eliminar el desfase que se había acumulado desde los tiempos de Julio César. Para ello fue necesario cambiar las fechas de manera que al 4 de Octubre de 1582 le siguió el 15 de Octubre de 1582. No todos los países introdujeron la reforma simultáneamente. Por ejemplo, Inglaterra la introdujo casi dos siglos después de forma que allí el 2 de Septiembre de 1752 fue seguido por el 14 de Septiembre. En esta ocasión se produjeron disturbios, con el resultados de algunos muertos, porque muchos ciudadanos creyeron que les habían quitado 11 días de sus vidas. Todavía más reciente es la adopción del calendario Gregoriano en Rusia donde entró en vigor en 1918, durante la revolución bolchevique. Esta es la razón de la existencia de cierta confusión acerca de las fechas de algunos acontecimientos históricos.
Un problema aún más difícil de resolver es el de acomodar 12 meses en un año trópico. Idealmente nos gustaría que los meses se correspondan con las fases de la Luna. Pero el periodo sinódico de la Luna (el tiempo que tarda en repetirse la misma fase lunar) es de 29,53 días solares medios. Así que si definimos un mes como 29,53 días solares medios, de manera que las fases de la Luna e repitan regularmente mes tras mes, resulta que un año trópico no estaría formado or un número entero de meses. La solución que se ha adoptado es establecer meses de 31, 30, 29 y 28 días solares medios que se alternan para conseguir los años de 365 y 366 días. Toda una complicación para conseguir el objetivo de poder dividir el año en un número entero, 12, de meses. Pero el precio pagado es que las fases de las Luna no han podido correlacionarse con los meses en modo alguno.
El resultado final de estos intentos de acomodar nuestra manera de contar el paso del tiempo a la vida cotidiana es un calendario, el calendario Greogoriano, cuya utilización práctica es compleja en ocasiones. Por ejemplo, algo aparentemente tan simple como calcular el número de días transcurridos entre dos fechas dadas puede llegar a ser un pequeño lío que terminamos por resolver contando con los dedos. No digamos nada si nos planteamos, por ejemplo, saber qué fecha fue hace 2143 días: nos faltarían dedos en las manos. Para los astrónomos esto es un problema práctico pues complica el registro de sus observaciones al no ser directo, por ejemplo, el cómputo de los días transcurridos entre dos observaciones del mismo fenómeno. Incluso el hecho de que en nuestro calendario la fecha cambie durante la noche, que es cuando se realizan la mayor parte de las observaciones astronómicas, introduce otro inconveniente más. Por estos motivos los astrónomos cuentas el paso del tiempo utilizando días Julianos, DJ, y especifican el instante de una efemérides astronómica mediante la fecha Juliana. Como curiosidad histórica digamos, antes de explicar el concepto de día Juliano, que el término es confuso pues no tiene absolutamente nada que ver con el calendario Juliano que he explicado más arriba. Este último debe su nombre al emperador romano Julio César que fue su introductor. Por contra, el día Juliano debe su nombre al padre del astrónomo Joseph Justus Scaliger que, en 1582 coincidiendo con la reforma Gregoriana del calendario, inventó el concepto de día Juliano (el padre de Joseph Justus Scaliger se llamaba Julius Cesar Scaliger). La fecha Juliana correspondiente a un instante de tiempo dado se define como el número de días (con su fracción correspondiente) que han transcurrido desde las 12 horas UT del 1 de enero del año 4713 a.C. hasta el instante en cuestión. Las publicaciones de efemérides astronómicas, como el Anuario de Efemérides publicado por el Real Instituto y Observatorio de la Armada, contienen tablas que proporcionan el día Juliano correspondiente a una fecha dada. Así, por ejemplo, las 12:00:00 UT del día 7 de noviembre de 2010 es el comienzo del DJ 2455508. Si queremos expresar como fecha Juliana un instante cualquiera de un día no tenemos más que utilizar fracciones de día. Por ejemplo, supongamos que queremos expresar el instante 22:45:12 UT del 7 de noviembre de 2010 en forma de una fecha Juliana. Como este instante es posterior a las 12:00:00 en que comienza el DJ 2455508, la fecha Juliana buscada será ese día Juliano más la fracción correspondiente a las horas transcurridas desde las 12 horas UT. De las 12:00:00 a las 22:45:12 van 10:45:12 = 10,753333 horas que representa una fracción 10,753333 / 24 = 0,44806 de día. La fecha Juliana correspondiente al instante considerado es pues DJ 2455508,44806. Si, por el contrario, el instante considerado es anterior a las 12:00:00 UT del día en cuestión, entonces la fracción de día habrá de restarse al día Juliano entero correspondiente a la fecha pues, como he explicado, el día Juliano comienza, por definición, a las 12:00:00 UT. Por ejemplo, las 08:24:00 UT del 7 de noviembre de 2010 corresponde a la fecha Juliana DJ 2455507,85 porque desde el instante considerado hasta las 12:00:00 en que comienza el DJ 2455508 transcurren 03:36:00 que corresponden a 0,15 días. La fecha Juliana es entonces una escala continua de tiempo que simplifica considerablemente el cálculo del intervalo de tiempo transcurrido entre dos eventos dados pues basta con restar sus correspondientes fechas Julianas.
¿No sería entonces más sencillo utilizar días julianos uno detrás de otro olvidándonos de los líos de años, meses, etc etc?
Saludos,
Tropelio.
Pero con el año sidéreo sucede algo similar a lo que sucede con el día sidéreo en relación con nuestra vida cotidiana. Si utilizamos el año sidéreo para construir nuestro calendario acabaremos viendo como cada una de las estaciones comienza, con el paso del tiempo, en todos los meses del año. La razón es la precesión de los equinoccios. La primavera comienza en el hemisferio norte cuando el Sol se encuentra en el punto vernal. Pero el punto vernal se desplaza, con respecto a las estrellas, hacia el oeste a lo largo de la eclíptica a razón de 50,29 segundos de arco por año como resultado del moviento de precesión del eje de rotación de la Tierra (la Tierra rota sobre sí misma de manera similar a como lo hace una peonza de manera que el eje de rotación no está fijo en el espacio sino que, por el contrario, describe un círculo. En completar ese círculo el eje de la Tierra tarda unos 25700 años). El Sol, sin embargo, recorre la eclíptica de oeste a este. Así que imaginemos que en un determinado instante coinciden el comienzo de un nuevo año sidéreo (porque la Tierra se encuentra justo en ese momento en el punto de su órbita respecto a las estrellas que utilizamos para definir el año sidéreo) con que el Sol se encuentra en el punto vernal. Entonces este año sidéreo en particular la primavera comienza justo con el comienzo del año. Pero resulta que, dados los movimientos del Sol y del punto vernal sobre la esfera celeste, el Sol se encontrará de nuevo en el punto vernal antes de que finalice el año sidéreo que acaba de comenzar. La siguiente primavera no empezará entonces con el comienzo del segundo año sidéreo sino que lo hará antes del final del año sidéreo en curso. Y, como es evidente, el efecto se acumula año tras año de manera que, transcurrido el suficiente tiempo, el comienzo de cada estación iría teniendo lugar a lo largo de todo el año sidéreo. Es claro entonces que el año sidéreo no puede usarse para construir calendarios.
Definimos entonces el año trópico como el tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos del Sol por el punto vernal. Según la discusión del párrafo anterior, el año trópico será más corto que el año sidéreo pues el punto vernal se mueve hacia el oeste mientras que el Sol lo hace hacia el este, ambos sobre la eclíptica. Puesto que en recorrer la eclíptica completa (360 x 60 x 60 segundos de arco) el Sol tarda 365,2568 días solares medios, en recorrer 50,29 segundos de arco tardará 0,014173 días solares medios. Así pues, la duración del año trópico es de 365,2568 - 0,0142 = 365,2426 días solares medios.
Para construir calendarios utilizamos entonces el año trópico y las horas solares medias como medida del tiempo. De esta manera las estaciones ocurren en la misma época cada año y el día y la noche se suceden sin alteraciones antinaturales como ocurriría, según he discutido más arriba, en caso de utilizar el día sidéreo en lugar del día solar medio. Pero de inmediato nos encontramos con un importante problema: un año trópico no está formado por un número entero de días solares medios. Para resolver este problema se han inventado diferentes calendarios a lo largo de la historia. El calendario Juliano, llamado así porque fue introducido por el emperador Julio César en el año 45 a.C. por consejo del astrónomo Sosígenes, constaba de años de 365 días con un año bisiesto de 366 días cada cuatro. De esta manera en promedio el día extra se reparte entre cuatro años de modo que en el calendario Juliano el año tenía en promedio una duración de 365,25 días solares medios, bastante aproximada a la duración real de 365,2426 días. Aún así, cada año el calendario Juliano acumulaba un desfase de 365,25 - 365,2426 = 0,0074 días (es decir, poco más de 10 minutos de desfase por año). El calendario Juliano estuvo en vigor durante 16 siglos hasta que el desfase acumulado era tal que el papa Gregorio XIII se vio obligado a acometer una reforma para corregir el problema, dando lugar al calendario Gregoriano que es el que utilizamos hoy día. Por un lado había que evitar el desfase y para ello es necesario dejar de considerar bisiestos algunos de los años tomados como tal por el calendario Juliano (el calendario Juliano introdujo años de 365,25 días cuando el anterior usaba años de 365 días. Mientras que este último se quedaba corto el calendario Juliano se pasó al otro lado con respecto a la duración correcta del año). La solución fue mantener los años bisiestos con la salvedad de que el último año de cada siglo deja de ser bisiesto para pasar a ser un año ordinario salvo si ese último año del siglo resulta ser múltiplo de 400. Así los años 1700, 1800 y 1900 no fueron bisiestos, el año 2000 sí lo fue y el 2100 no lo será. Con esta modificación del esquema de años bisiestos el desfase que se produce se reduce a 1 día cada 3000 años, así que tendrá que transcurrir aún muchísimo tiempo antes de que se haga necesaria otra reforma. El otro problema que tuvo que resolver la reforma Gregoriana fue la de eliminar el desfase que se había acumulado desde los tiempos de Julio César. Para ello fue necesario cambiar las fechas de manera que al 4 de Octubre de 1582 le siguió el 15 de Octubre de 1582. No todos los países introdujeron la reforma simultáneamente. Por ejemplo, Inglaterra la introdujo casi dos siglos después de forma que allí el 2 de Septiembre de 1752 fue seguido por el 14 de Septiembre. En esta ocasión se produjeron disturbios, con el resultados de algunos muertos, porque muchos ciudadanos creyeron que les habían quitado 11 días de sus vidas. Todavía más reciente es la adopción del calendario Gregoriano en Rusia donde entró en vigor en 1918, durante la revolución bolchevique. Esta es la razón de la existencia de cierta confusión acerca de las fechas de algunos acontecimientos históricos.
Un problema aún más difícil de resolver es el de acomodar 12 meses en un año trópico. Idealmente nos gustaría que los meses se correspondan con las fases de la Luna. Pero el periodo sinódico de la Luna (el tiempo que tarda en repetirse la misma fase lunar) es de 29,53 días solares medios. Así que si definimos un mes como 29,53 días solares medios, de manera que las fases de la Luna e repitan regularmente mes tras mes, resulta que un año trópico no estaría formado or un número entero de meses. La solución que se ha adoptado es establecer meses de 31, 30, 29 y 28 días solares medios que se alternan para conseguir los años de 365 y 366 días. Toda una complicación para conseguir el objetivo de poder dividir el año en un número entero, 12, de meses. Pero el precio pagado es que las fases de las Luna no han podido correlacionarse con los meses en modo alguno.
El resultado final de estos intentos de acomodar nuestra manera de contar el paso del tiempo a la vida cotidiana es un calendario, el calendario Greogoriano, cuya utilización práctica es compleja en ocasiones. Por ejemplo, algo aparentemente tan simple como calcular el número de días transcurridos entre dos fechas dadas puede llegar a ser un pequeño lío que terminamos por resolver contando con los dedos. No digamos nada si nos planteamos, por ejemplo, saber qué fecha fue hace 2143 días: nos faltarían dedos en las manos. Para los astrónomos esto es un problema práctico pues complica el registro de sus observaciones al no ser directo, por ejemplo, el cómputo de los días transcurridos entre dos observaciones del mismo fenómeno. Incluso el hecho de que en nuestro calendario la fecha cambie durante la noche, que es cuando se realizan la mayor parte de las observaciones astronómicas, introduce otro inconveniente más. Por estos motivos los astrónomos cuentas el paso del tiempo utilizando días Julianos, DJ, y especifican el instante de una efemérides astronómica mediante la fecha Juliana. Como curiosidad histórica digamos, antes de explicar el concepto de día Juliano, que el término es confuso pues no tiene absolutamente nada que ver con el calendario Juliano que he explicado más arriba. Este último debe su nombre al emperador romano Julio César que fue su introductor. Por contra, el día Juliano debe su nombre al padre del astrónomo Joseph Justus Scaliger que, en 1582 coincidiendo con la reforma Gregoriana del calendario, inventó el concepto de día Juliano (el padre de Joseph Justus Scaliger se llamaba Julius Cesar Scaliger). La fecha Juliana correspondiente a un instante de tiempo dado se define como el número de días (con su fracción correspondiente) que han transcurrido desde las 12 horas UT del 1 de enero del año 4713 a.C. hasta el instante en cuestión. Las publicaciones de efemérides astronómicas, como el Anuario de Efemérides publicado por el Real Instituto y Observatorio de la Armada, contienen tablas que proporcionan el día Juliano correspondiente a una fecha dada. Así, por ejemplo, las 12:00:00 UT del día 7 de noviembre de 2010 es el comienzo del DJ 2455508. Si queremos expresar como fecha Juliana un instante cualquiera de un día no tenemos más que utilizar fracciones de día. Por ejemplo, supongamos que queremos expresar el instante 22:45:12 UT del 7 de noviembre de 2010 en forma de una fecha Juliana. Como este instante es posterior a las 12:00:00 en que comienza el DJ 2455508, la fecha Juliana buscada será ese día Juliano más la fracción correspondiente a las horas transcurridas desde las 12 horas UT. De las 12:00:00 a las 22:45:12 van 10:45:12 = 10,753333 horas que representa una fracción 10,753333 / 24 = 0,44806 de día. La fecha Juliana correspondiente al instante considerado es pues DJ 2455508,44806. Si, por el contrario, el instante considerado es anterior a las 12:00:00 UT del día en cuestión, entonces la fracción de día habrá de restarse al día Juliano entero correspondiente a la fecha pues, como he explicado, el día Juliano comienza, por definición, a las 12:00:00 UT. Por ejemplo, las 08:24:00 UT del 7 de noviembre de 2010 corresponde a la fecha Juliana DJ 2455507,85 porque desde el instante considerado hasta las 12:00:00 en que comienza el DJ 2455508 transcurren 03:36:00 que corresponden a 0,15 días. La fecha Juliana es entonces una escala continua de tiempo que simplifica considerablemente el cálculo del intervalo de tiempo transcurrido entre dos eventos dados pues basta con restar sus correspondientes fechas Julianas.
¿No sería entonces más sencillo utilizar días julianos uno detrás de otro olvidándonos de los líos de años, meses, etc etc?
Saludos,
Tropelio.
las autoridades nauticas advierten: 
¿Y cuando se cobra?. 
¡¡¡Os estoy vigilando!!!
Comentario