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» » La NASA explica el segundo extra del 30 de junio


Referencia: Phys.org .
por Elizabeth Zubritsky, 26 de junio 2015

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El día será oficialmente un poquito mayor de lo habitual el Martes, 30 de junio 2015, porque se añadirá un segundo extra. "La rotación de la Tierra se está desacelerando gradualmente, así que este salto en segundos es una forma de dar cuenta de ello", comentaba Daniel MacMillan del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, en Greenbelt, Maryland.

La técnica llamada interferometría de gran línea de base proporciona información acerca de las ubicaciones relativas de las estaciones de observación y sobre la rotación y la orientación de la Tierra en el espacio. Crédito: NASA Goddard Space Flight Center.
En sentido estricto, un día tiene 86.400 segundos. Según el estándar de tiempo usado en la tiempo universal coordinado, o UTC (Coordinated Universal Time). El UTC es el "tiempo atómico", la duración de un segundo está basado en las transiciones electromagnéticas extremadamente predecibles de los átomos de cesio. Estas transiciones son tan fiables que el reloj de cesio tiene una precisión de un segundo cada 1.400.000 años.

Sin embargo, el día solar, con una longitud media de un día, se basa en el tiempo que tarda la Tierra en su rotación, que es de unos 86.400,002 segundos de duración. Esto se debe a que la rotación de la Tierra se está desacelerando poco a poco, debido a la fuerza de frenado ejercida por la guerra gravitatoria entre la Tierra, la luna y el Sol. Los científicos estiman que el día solar medio no ha sido de 86.400 segundos desde el año 1820, más o menos.

Esta diferencia de 2 milisegundos, mucho menos que un abrir y cerrar de ojos, no parece notable al principio. Pero si esta pequeña discrepancia se repite todos los días durante un año entero, aumentaría a casi un segundo. En realidad, eso no es exactamente lo que sucede. Aunque la rotación de la Tierra se está desacelerando en su promedio, la duración de cada día individual varía de una manera impredecible.

La longitud del día se ve influida por muchos factores, sobre todo la atmósfera, durante períodos de menos de un año. Nuestros variaciones climáticas diarias y estacionales pueden afectar a la duración del día por unos cuantos milisegundos más al año. Otros factores que contribuyen a esta variación son la dinámica del núcleo interno de la Tierra (periodos más largos de tiempo), las variaciones en la atmósfera y océanos, las aguas subterráneas y el almacenamiento de hielo (períodos de tiempo medidos de meses a décadas), y las mareas oceánicas y atmosféricas. Las variaciones atmosféricas como 'El Niño' pueden causar una frenada en la rotación de la Tierra, aumentando la duración del día hasta en una milésima de segundo.

Los científicos monitorean el tiempo que tarda la Tierra para completar una rotación usando una técnica, extremadamente precisa, llamada interferometría de gran línea de base (VLBI=Very Long Baseline Interferometry). Estas mediciones se llevan a cabo mediante una red mundial de estaciones, con la que Goddard proporciona la coordinación esencial de VLBI, así como el análisis y archivo de los datos recogidos.

El estándar de tiempo llamado Tiempo Universal 1, o UT1, se basa en las mediciones VLBI de la rotación de la Tierra. El UT1 no es tan uniforme como el reloj de cesio, por lo que el UT1 y el UTC tienden a separarse. Se agregan saltos de segundos, cuando sea necesario, para mantener los dos estándares de tiempo dentro de 0,9 segundos de diferencia. La decisión de añadir segundos intercalados se hace por una unidad dentro de la International Earth Rotation y el Reference Systems Service.

Por lo general, se inserta un salto de un segundo ya sea el 30 de junio o el 31 de diciembre. Normalmente, el reloj se movería al día siguiente desde 23:59:59 a 00:00:00. Pero el salto de un segundo el 30 de junio de UTC sería de 23:59:59 a 23:59:60, y luego a las 00:00:00 del 1 de julio. En la práctica, muchos sistemas se apagan durante un segundo.

Los anteriores saltos de segundos han provocado desafíos para algunos sistemas informáticos y han generado llamadas a abandonarlo por completo. Una de las razones es que la necesidad de añadir el salto de un segundo no se puede anticipar con mucha antelación.

"A corto plazo, este salto de segundo no es tan predecible como a todos nos gustaría", señalaba Chopo Ma, geofísico en el Centro Goddard y miembro del consejo de dirección de International Earth Rotation y Reference Systems Service. "El modelado de la Tierra predice que, cada vez más se pidan estos segundos intercalados a largo plazo, sin embargo, no podemos predecir cuántos se necesitarán cada año."


Desde 1972, cuando se implementaron los segundos intercalados, hasta 1999, se añadieron segundos intercalados a una tasa promedio de cerca de uno por año. Desde entonces, los segundos intercalados se han vuelto menos frecuentes. El salto de segundo de este junio será el cuarto que se añade desde el año 2000. (Antes de 1972, se hacían tales ajustes de distinta manera.)

Los científicos no saben exactamente por qué se han necesitado un menor número de segundos intercalados últimamente. A veces, acontecimientos geológicos repentinos, como terremotos y erupciones volcánicas, pueden afectar a la rotación de la Tierra a corto plazo, pero el panorama es aún más complejo.

El seguimiento de VLBI de estas variaciones a corto y a largo plazo, se hace mediante el uso de redes globales de estaciones capaces de observar los objetos astronómicos llamados quásares. Los cuásares sirven como puntos de referencia, ya que son esencialmente inmóviles al encontrarse a miles de millones de años luz de la Tierra. Dado que las estaciones de observación se extienden por todo el mundo, la señal procedente de un quásar necesitará más tiempo para llegar a unas estaciones que a otras. Los científicos pueden utilizar estas pequeñas diferencias en la hora de llegada para determinar la información detallada sobre la posición exacta de las estaciones de observación, la tasa de rotación de la Tierra y la orientación de nuestro planeta en el espacio.

Las mediciones actuales del VLBI tienen una precisión de al menos 3 microsegundos, ó 3 millonésimas de segundo. Un nuevo sistema está siendo desarrollado por el Proyecto de Geodesia Espacial de la NASA, coordinado con sus socios internacionales. Gracias a los avances en el hardware, la participación de más estaciones y una distribución diferente de las estaciones por todo el mundo, se espera que las futuras mediciones UT1 del VLBI tengan una precisión que supere los 0,5 microsegundos.

"El sistema de próxima generación está diseñado para satisfacer las necesidades de las aplicaciones científicas más exigentes, ahora y en un futuro cercano", añade Stephen Merkowitz gerente del Space Geodesy Project de Goddard.

Se han hecho propuestas para abolir el salto de segundo; pero no se espera decisión alguna sobre ello hasta finales de 2015 como muy pronto, por la Unión Internacional de Telecomunicaciones, un organismo especializado de las Naciones Unidas que se ocupa de cuestiones de tecnologías de la información y la comunicación.

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La técnica llamada interferometría de gran línea de base proporciona información acerca de las ubicaciones relativas de las estaciones de observación y sobre la rotación y la orientación de la Tierra en el espacio. Crédito: NASA Goddard Space Flight Center.
- Más información: Proyecto Geodesia Espacial de la NASA, y también de VLBI .
- Fuente: NASA's Goddard Space Flight Center.
- Vídeo: NASA Goddard .

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