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La rotación de la Tierra disminuye 1,8 milisegundos por siglo, según reportes de hace 2,700 años

Foto de archivo. El planeta Tierra visto desde el espacio

Foto de archivo. El planeta Tierra visto desde el espacio

Los últimos hallazgos científicos de la Tierra se le deben a los antiguos astrónomos, que observaron los cielos hace 2,700 años.

Gracias a cientos de registros de eclipses lunares y solares tallados en tablas de arcilla y escritos en historias de dinastías, los científicos modernos han podido determinar que la cantidad de tiempo que tarda la Tierra para completar una sola rotación en su eje ha disminuido 1,8 milisegundos por siglo, conforme un reporte publicado el miércoles en Proceedings of the Royal Society A.

Puede no sonar significativo, pero en el transcurso de dos milenios y medio, esa discrepancia de tiempo suma alrededor de siete horas. En otras palabras, si la humanidad hubiera medido el tiempo con un reloj atómico desde el año 700 a.C., hoy el reloj daría las 7 p.m. cuando el sol está directamente sobre las cabezas, en lugar del mediodía. “Está el tiempo y también la velocidad con que gira la Tierra”, señaló Duncan Agnew, geofísico de Scripps Institution of Oceanography en San Diego, quien no estuvo vinculado con el trabajo. “Tradicionalmente, esas cosas están estrechamente relacionadas, pero no son lo mismo”.

Nuestros ancestros más antiguos medían el tiempo según la posición de los cuerpos celestes en el cielo, tales como la elevación y la puesta de sol, o la forma cambiante de la luna. Los científicos se refieren a esto como Tiempo Universal, que se rige por los movimientos gravitacionales dinámicos de la Tierra, la luna y el sol.

El Tiempo Terrestre, por otra parte, se mide por relojes y es independiente de las leyes de la física. Desde los años 1960 se registra mediante relojes atómicos exquisitamente precisos. Según nuestra moderna visión del Tiempo Terrestre, hay 86,400 segundos en un día, y cada uno se define como exactamente 9,192,631,770 oscilaciones de un átomo de cesio 133.

Pero nuestro planeta no lleva un ritmo perfecto, por lo cual el Tiempo Universal y el Terrestre no siempre se alinean. En nuestro mundo moderno, gobernado por relojes atómicos, el Servicio Internacional de Rotación de la Tierra y el Servicio de Sistemas de Referencia piden agregar un segundo adicional cada vez que el Tiempo Universal esté cerca de caer fuera de sincronía con el Tiempo Terrestre en más de 0.9 de un segundo. Los segundos intercalares o adicionales se agregan normalmente el 30 de junio o el 31 de diciembre (de hecho, se incorporará uno en esta próxima noche de Año Viejo).

El ritmo de rotación de la Tierra, que determina el Tiempo Universal, se ve afectado por muchos factores. Los grandes sistemas meteorológicos y los vientos atmosféricos pueden ejercer suficiente fuerza sobre la superficie de la Tierra para hacerla disminuir o acelerar por milésimas de segundo en una sola temporada. Los grandes volcanes y terremotos también pueden causar que la Tierra se acelere o ralentice, pero esos cambios son difíciles de detectar.

En 2011, un investigador del Laboratorio de Propulsión a Reacción en La Cañada Flintridge calculó que el terremoto de magnitud 9 ocurrido en Japón podría haber sacudido cerca de 1.8 millonésimas de segundo del año en el calendario. La fuerza dominante que afecta la velocidad de giro de la Tierra durante períodos más largos es la interacción de la gravedad entre los océanos y la luna. Los científicos han sabido durante décadas que este fenómeno está causando que el planeta gire cada vez más lentamente. Sin embargo, hay otros factores más sutiles en juego en esta escala de tiempo también.

Los cambios en la cantidad de hielo polar afectan la forma de la Tierra y pueden afectar la velocidad o lentitud del giro del planeta sobre su eje. Además, los movimientos de roca fundida en el núcleo del planeta pueden afectar la velocidad de su rotación, explicó Agnew.

Para determinar cuánto han cambiado todas estas fuerzas la tasa de rotación durante los siglos, un pequeño grupo de científicos británicos asumió la hercúlea tarea de reunir cientos de registros astronómicos hechos por los antiguos escribas de todo el mundo.

El objetivo del equipo era determinar cuándo y dónde se produjeron eclipses lunares y solares en la antigüedad, y luego compararlos con modelos informáticos de cuándo y dónde deberían haber ocurrido en base a la velocidad actual del giro de la Tierra. Al medir la diferencia entre estos dos conjuntos de datos, los investigadores pueden determinar cuánto ha cambiado la rotación del planeta con el paso del tiempo.

El estudio no fue fácil de encarar. Richard Stephenson, un astrónomo recientemente retirado de Durham University, en Inglaterra, comenzó a trabajar en este proyecto hace 40 años, cuando era un joven investigador en la Universidad de Essex.

Como la cercana Universidad de Durham contaba con un buen departamento de estudios chinos, comenzó con textos antiguos de dicha nación. Para ayudar en la búsqueda, el astrónomo memorizó 1,500 caracteres chinos -muy pocos para leer un periódico pero lo suficiente para ayudarle a descifrar los registros astronómicos escritos en historias de dinastías-. A lo largo de los años pudo encontrar unas 50 fechas y épocas de eclipses solares y lunares registrados entre los años 434 y 1280 d.C.

“Durante ese período usaban relojes de agua para medir el tiempo”, señaló. Dichos dispositivos trabajan goteando agua en un recipiente a una velocidad constante. “Aunque no son muy precisos, si obtienes 50 observaciones durante un período puedes lograr un buen promedio”.

Un tesoro de datos provino de las traducciones de tablas de arcilla escritas en cuneiforme por astrólogos babilónicos. Aunque muchas de las tablillas resultaron dañadas en el proceso de excavación, Stephenson halló más de 150 escritos útiles que datan del año 720 al 10 a.C.

Otras observaciones provinieron de astrónomos islámicos que trabajaron en el mundo islámico entre los años 800 y 1000 d.C., así como menciones de eclipses solares y lunares en crónicas europeas medievales, la mayoría escritas en latín. “El calendario árabe de los eclipses solares en particular es magnífico”, afirmó Stephenson, quien no pudo decir lo mismo de los datos europeos.

Stephenson aseguró que está agradecido con todos estos antiguos observadores del cielo. “La gente que registraba estas cosas nunca tuvo la menor idea de que lo que estaba haciendo podría llevar a que nuestra generación estudiara los cambios en la rotación de la Tierra”, aseveró. “Estamos muy a merced de estos cronistas y astrónomos antiguos”.

También agregó que, pese a los toscos instrumentos con que contaban muchos de estos observadores para trabajar, a menudo eran notablemente precisos, tanto en sus observaciones como en su capacidad para mantener el control del tiempo. “En 90% de los casos en los registros chinos y babilonios, las fechas se reproducen exactamente a la fecha del eclipse calculado”, detalló. “Esto nos da mucha confianza en nuestro conjunto de datos”.

El interés de Stephenson por las observaciones astronómicas antiguas se detiene alrededor de 1600. Eso fue cuando se inventó el primer telescopio y las medidas astronómicas se hicieron significativamente más precisas. Afortunadamente, hace un buen tiempo se asoció con Leslie Morrison, una astrónoma recientemente retirada del Observatorio Real de Greenwich, en Londres, quien ha recogido miles de registros de ocultaciones lunares de los últimos 400 años.

Las ocultaciones lunares ocurren cuando dicho satélite parece bloquear ciertas estrellas desde la perspectiva de un observador. “Después del advenimiento del telescopio y la introducción de los relojes de péndulo, fue posible ver cómo la luna se acercaba a una estrella, la bloqueaba y luego la estrella reaparecía del otro lado”, expresó Morrison. “Esto nos permitió medir la diferencia del tiempo ya no en horas y minutos, sino en segundos”.

Los astrónomos de los siglos XVII y XVIII hicieron estas observaciones principalmente para intentar localizar la órbita de la luna. Hoy en día, los científicos saben dónde se ubicaban ésta y otras estrellas hace cientos de años. Si saben a qué hora se realizaron las observaciones, pueden usar toda esa información para determinar cuánto más rápido giraba la Tierra en ese momento.

Stephenson y Morrison siguieron trabajando en este proyecto durante su retiro, y ambos señalan que no necesariamente han finalizado. A Stephenson le gustaría encontrar observaciones de los Incas y los Mayas, para agregar a su conjunto de datos. Hasta ahora, dijo, han fracasado. También quisiera encontrar más observaciones entre los años 200 y 600 d.C., que ayudarían a llenar un importante agujero de información.

Mientras tanto, geofísicos como Agnew emplearán el trabajo de los astrónomos para comprender mejor las fuerzas que aceleran y frenan la rotación de nuestro planeta. “Cuando hay un eclipse, nada importa más en la Tierra, por lo tanto debemos confiar en estas observaciones”, aseveró Agnew. “Lo más asombroso de este documento es el hecho de que tengamos esa información”.

Si desea leer la nota en inglés, haga clic aquí.

Traducción: Valeria Agis


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