En esta ocasión quiero despertar la imaginación del lector, continuando con el tema de la hora que empecé en mi artículo anterior, y cuestionando si es correcta o adecuada la definición de la hora que usamos a diario.
¿Cuántas horas tiene un día?
En primer lugar, quiero explicar por qué hay 24 horas en un día y no otra cantidad. La respuesta es que el número 24 es un número con muchos posibles divisores. Se puede dividir las 24 horas entre 2 (horario diurno y nocturno), entre 3 (turnos laborales de 8 horas), y entre 4 periodos del día con 6 horas de duración y marcados por eventos solares (amanecer, mediodía, puesta de sol y medianoche). Además, podemos dividir los turnos de 8 horas en medias jornadas de 4 horas, etc. Es decir, el número 24 se puede dividir varias veces, de múltiples formas y resulta muy conveniente. Si dividimos el día en 10 horas, por ejemplo, se complicará cualquier cuenta de horas, como el turno laboral que sería de 3,3 horas.
¿Cuánto dura una hora?
Bien. Ya tenemos decidido que el número óptimo de horas al día es 24. Ahora tenemos que determinar cuánto dura una hora. La tierra gira a una velocidad angular constante, es decir avanza el mismo número de grados (15) cada hora. Necesitamos una referencia lejana que podamos volver a ver en el mismo sitio tras una rotación de 360 grados (o 24 horas). Así que observaremos cuánto tarda la tierra en dar una vuelta y dividiremos ese tiempo entre 24.
¿Cuándo empezamos a contar?
Necesitamos elegir la hora 0 para medir cuánto tarda la tierra en dar la vuelta. Nubarrones aparte, esto es fácil si miramos al cielo. En principio podemos escoger cualquier evento que podamos observar todos los días: el amanecer, el ocaso, el mediodía o la medianoche. ¿Ya está? Pues no. No es tan sencillo. Veamos como no nos vale cualquiera de estos eventos:
- Amanecer: todos sabemos que la duración del día y de la noche varían con la estación del año, así que no nos sirve como origen de nuestras 24 horas. El tiempo entre un amanecer y el siguiente es menor de 24 horas en invierno y primavera ya que cada día amanece más temprano, esto nos daría horas “cortas”. Por el contrario, las horas serían más largas el resto del año (durante el verano y otoño) cuando cada día amanece más tarde.
- Ocaso: ocurre lo contrario que con el amanecer. Anochece más tarde cada día entre los solsticios de invierno y verano, y anochece más temprano cada día entre los solsticios de verano e invierno.
- Mediodía: La diferencia entre un mediodía y el siguiente son 24 horas, y si lo comprobamos con nuestro reloj, vemos que así es. No hay duda. Esta es nuestra referencia, nuestro “horario solar”. Además, está hecha a medida del ser humano, que vive siguiendo los ritmos que marca el sol.
- Medianoche: Podríamos pensar que ocurre lo mismo que con el mediodía, pero no es así, y lo podemos comprobar con nuestro reloj. Si observamos una estrella que esté en lo alto del cielo a medianoche un día y esperamos volver a verla arriba al día siguiente habrán pasado 24 horas menos 4 minutos.
Vaya, que no era tan fácil. En nuestro “horario sideral” la hora es 10 segundos más corta. Y ¿por qué? Yo siempre digo que, cuando hay muchos árboles, no puedo ver el bosque, o que los peces no ven el mar. Así que para ver bien el bosque hay que salir de él. Necesitamos entender lo que ocurre, para poder elegir bien con qué evento nos quedamos.
Eligiendo la referencia
¿Cómo puede alguien desde la tierra, saber que ha completado una rotación? Necesitará escoger un objeto de referencia exterior a la tierra al que pueda mirar un día tras otro. Hay dos tipos de referencias, diurnas y nocturnas.
Referencia diurna: de día escogeremos el sol, ya que es lo más lejano que podemos ver, y tendremos nuestro tiempo solar. La sombra de un palo vertical nos marca el mediodía en el momento en que es más corta. Este es el fundamento del reloj de sol. Medimos el tiempo entre dos mediodías consecutivos, y lo dividimos en 24 horas de reloj. Así es nuestro día solar.
Triángulo del Verano.
Referencia nocturna: ¿qué objeto lejano podemos escoger de noche? Pues tenemos muchas estrellas bien visibles para escoger. Olvidemos la luna y los planetas, que claramente cambian su posición de un día al siguiente. Cualquiera de las estrellas está muchísimo más lejos que el sol. Mi favorita es la estrella Vega. Es la quinta más brillante del cielo, es de primera magnitud y está en la constelación de lira (α-Lira), en el triángulo de verano. Lo mejor es que se ve estupendamente tumbándose en el suelo y mirando hacia arriba. Si esperamos a verla en lo más alto dos días consecutivos tendremos que esperar 23 horas y 56 minutos solares (de nuestro reloj).
Entendiendo el problema
Pintemos un esquema con la tierra y su órbita vistas desde arriba (desde norte celeste) para observar su movimiento.
En el esquema lo vemos claro: Para ver Vega dos noches consecutivas tendremos que esperar un giro de la tierra de 360 grados exactos. Pero el giro de la tierra entre un mediodía y el siguiente es algo mayor de 360 grados debido a la traslación de la tierra en su órbita. En el esquema está algo exagerado para enfatizar este efecto. La línea roja marca un giro de 360 grados y en el día 2 no coincide ya con la perpendicular del mediodía. Por eso la hora sideral y la hora solar son distintas.
Dicho de otro modo, Vega está tan lejos que la dirección en la que se observa no cambia de un día para otro, pero la dirección en la que miramos al sol cambia cada día porque la tierra se mueve alrededor de él. Para hacerse una idea de las distancias de las que hablo, la luz del sol nos llega en 8 minutos, mientras que la luz de Vega tarda 25 años aproximadamente.
Decidiendo: elegimos la hora solar
Así que la hora sideral es más precisa que la hora solar. Lo ideal sería utilizar la hora sideral, ya que las estrellas lejanas marcan un giro de 360 grados, y el sol no. Incluso podríamos escoger una estrella menos vistosa, pero más lejana que Vega y esto sería más exacto, si cabe.
Pero lo matemático no es siempre lo que más conviene al ser humano, ya que nuestro organismo se rige por el sol, y al final se decidió usar la hora solar. Un día solar medio definirá la hora, el minuto y el segundo. El segundo es la unidad de medida de tiempo del sistema internacional.
Pero, a sabiendas de que el mediodía no es una buena referencia de tiempo, necesitamos usar relojes para sustituir a los eventos naturales del cielo.
Con los avances tecnológicos, los relojes evolucionaron desde el reloj de sol hasta llegar a los relojes atómicos, que utilizan la frecuencia de resonancia atómica como referencia. Son los más precisos de los que disponemos hoy en día y ofrecen una repetitividad sin precedentes.