Durante las últimas dos décadas, la rotación de la Tierra alrededor de su eje se ha acelerado. En consecuencia, los días se han acortado cada día en apenas una minúscula fracción de segundo. Este ligero acortamiento del día ha causado muchos dolores de cabeza al cronometraje mundial. La solución similar a una curita ha sido agregar un “segundo intercalar” durante algunos años a intervalos irregulares para mantener sincronizadas la hora “oficial” y la “astronómica”.
Pero un nuevo estudio sugiere que este patrón se ha roto. El derretimiento del hielo en los polos de la Tierra está redistribuyendo el agua a través de los océanos del mundo, contrarrestando algunos de los recientes aumentos de velocidad de nuestro planeta. Esto significa, argumentan los investigadores, que los relojes tendrían que saltarse un segundo alrededor de 2029. Esto lo convertiría en el primer “segundo intercalar negativo” en la historia moderna de la cronometraje.
“Esta es una situación sin precedentes y un gran problema”, dijo a la AP el autor principal del estudio, Duncan Agnew, geofísico del Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego. “No es un gran cambio en la rotación de la Tierra que vaya a provocar alguna catástrofe ni nada parecido, pero es algo notable. Es otra indicación más de que estamos en un momento muy inusual”.
El tiempo no es atemporal
Las primeras civilizaciones dependían del mundo natural para medir el tiempo. Los antiguos egipcios utilizaban relojes de sol durante el día y relojes de agua durante la noche. Estos dispositivos se basaban en el movimiento aparente del Sol a través del cielo y el flujo constante de agua, respectivamente. Sin embargo, estos métodos variaban según las estaciones y no estaban universalmente estandarizados.
En la Edad Media, comenzaron a aparecer relojes mecánicos en las torres de las ciudades de Europa occidental. Estos estaban impulsados por pesas y engranajes, lo que marca un paso significativo hacia un cronometraje más preciso y consistente. Sin embargo, la falta de estandarización significó que el mediodía ocurriera a horas ligeramente diferentes en diferentes lugares. Esto nunca fue gran cosa hasta que se inventó el sistema ferroviario en el siglo XIX. Los trenes debían llegar a tiempo.
Así surgió la adopción del “horario ferroviario” en Gran Bretaña, un precursor de las zonas horarias. Finalmente, la hora media de Greenwich (GMT) se introdujo en 1884. Se basaba en la hora solar media del Observatorio Real de Greenwich, Londres. La GMT se convirtió en el estándar horario mundial, con zonas horarias definidas en relación con él.
Sincronización atómica
El auge de la medición del tiempo se produjo con la invención de los relojes atómicos en los años 1980. El tiempo no tiene propiedades físicas que medir, a diferencia de la masa, por ejemplo. Entonces, cuando decimos que medimos el tiempo, lo que realmente estamos midiendo son intervalos de tiempo, o la duración entre dos eventos.
Utilizando relojes atómicos, los científicos han estandarizado la unidad del tiempo, el segundo, al tiempo que tardan los átomos de cesio-133 en vibrar 9.192.631.770 veces en reacción a la radiación de microondas. Estos relojes tienen una precisión de 1/15.000.000.000 de segundo por año. Estos relojes no habrían adelantado ni atrasado ni un segundo incluso si hubieran empezado a funcionar en los albores del universo hace miles de millones de años. A modo de comparación, su reloj de pulsera de cuarzo puede tener una precisión de unos 15 segundos por mes.
Según esta definición alucinantemente precisa de segundo, un día en la Tierra dura aproximadamente 86.400 segundos atómicos; ese “más o menos” es el problema. Si bien las vibraciones de los átomos de cesio pueden ser totalmente predecibles, la rotación de la Tierra alrededor de su eje no es tan exacta como un reloj.
El Tiempo Universal Coordinado (UTC), el estándar actual para la medición del tiempo, combina la precisión del tiempo atómico con la rotación de la Tierra, ajustada por segundos intercalares para tener en cuenta ligeras variaciones en la velocidad de rotación de la Tierra. El primer segundo intercalar se agregó en 1972. Hasta 2016, se agregaron 27 segundos intercalares separados a medida que la Tierra se desaceleraba.
Los segundos intercalares pueden causar muchos estragos. En 2012, un segundo intercalar hizo que Reddit se desconectara durante 30 a 40 minutos. La adición de este segundo confundió el temporizador de alta resolución del sitio, lo que provocó una sobrecarga del servidor y la congelación de las CPU. Cloudflare experimentó sus propios problemas de segundos intercalares en 2017, que interrumpieron su servicio público de DNS. Las aerolíneas han cerrado debido a esto. Los segundos intercalares son un gran problema.
Un segundo para la medianoche
No está del todo claro por qué se está desacelerando la rotación de la Tierra. Parece deberse a una combinación de factores, incluidas las fuerzas de marea entre la Tierra y la Luna, el rebote de los glaciares de la última edad de hielo de hace 20.000 años, las interacciones entre el núcleo y el manto y los cambios en las corrientes atmosféricas y oceánicas. La Luna solía ser mucho más importante en esta ecuación. Durante la historia temprana de la Tierra, cuando la Luna estaba mucho más cerca de lo que está hoy, un día duraba sólo cuatro horas.
Incluso con su efecto disminuido, sigue siendo uno de los factores. Y todas estas cosas se suman de tal manera que en junio de 2022 tuvimos el día más corto registrado (cuando la Tierra completó una rotación en 1,59 milisegundos menos que 24 horas) durante el último medio siglo.
A pesar del récord, desde 2022 esta aceleración constante se ha convertido curiosamente en una desaceleración. Anteriormente, los científicos habían sugerido que esto probablemente se debía a interacciones en lo profundo del planeta. En cualquier caso, estos acontecimientos han sugerido la perspectiva sin precedentes de agregar un “segundo intercalar negativo”: un segundo omitido, en lugar de agregar uno adicional como ha sido la norma. Todo el mundo teme esta perspectiva porque podría causar aún más perturbaciones. Nuestro software actual está diseñado para sumar segundos, no restarlos.
“No sabemos cómo afrontar que falte un segundo. Por eso los metrólogos del tiempo están preocupados”, dijo a Nature Felicitas Arias, ex directora del Departamento de Tiempo de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas en Sèvres, Francia.
Momentos perdidos
En un nuevo estudio, Agnew y Judah Levine, físico de la división de tiempo y frecuencia del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, agregaron una nueva pieza al rompecabezas. Su modelado por computadora muestra que el derretimiento del hielo en Groenlandia y la Antártida debido al cambio climático está disminuyendo la velocidad angular de la Tierra.
A medida que el hielo se derrite, se convierte en agua que las corrientes redistribuyen por los océanos. Estos cambios de masa desde los polos hasta el centro abultado cambian el momento de inercia del planeta. El momento angular siempre se conserva, por lo que la rotación de la Tierra se ralentiza, de forma similar a cómo un patinador sobre hielo ralentiza su rotación extendiendo los brazos a los lados. Groenlandia ha experimentado una alarmante reducción de masa, desprendiéndose un promedio de 279 mil millones de toneladas de hielo por año entre 1993 y 2019. Mientras tanto, la pérdida de hielo de la Antártida se ha acelerado a un promedio de 148 mil millones de toneladas anuales durante el mismo período.
Lo que todo esto significa es que, en efecto, el cambio climático está contrarrestando la reciente tendencia de desaceleración del giro planetario. El resultado neto sigue siendo una Tierra en desaceleración, pero los investigadores creen que la necesidad de un segundo intercalar negativo puede posponerse tres años. Esto significa que se podría agregar un segundo intercalar negativo en 2029. Afortunadamente, este podría ser el último segundo intercalar de cualquier momento, ya que los metrólogos acordaron deshacerse de las correcciones de segundos intercalares en 2035.
Es bastante sorprendente contemplar el alcance que pueden tener los efectos del cambio climático. Una fuerza tan fuerte que altera el tiempo mismo.
Los nuevos hallazgos aparecieron en la revista Nature.
Fuente: ZME Science.
