Desde tiempos antiguos la gente medía el tiempo por la rotación de la Tierra sobre su eje: una vuelta equivalía a un día con un amanecer y un atardecer. El día se dividió en 24 horas, que usamos hasta hoy. Sin embargo, la velocidad de rotación de la Tierra no es constante: a veces se ralentiza, a veces se acelera. Al mismo tiempo, los relojes atómicos que sincronizan Internet, el GPS y las operaciones bursátiles funcionan con una precisión invariable.
Los relojes atómicos funcionan sobre la base de las oscilaciones del átomo de cesio-133. Al pasar entre niveles de energía, el átomo emite una onda electromagnética de una frecuencia estrictamente definida: 9 192 631 770 oscilaciones por segundo. Esa frecuencia es tan estable que los relojes atómicos pueden atrasarse o adelantarse apenas un segundo en 100 millones de años.
Para compensar la diferencia entre el tiempo atómico y la rotación real del planeta, desde 1972 los científicos han añadido periódicamente al tiempo mundial un "segundo intercalar". En las décadas transcurridas se realizó esa corrección 27 veces. Inicialmente se añadía aproximadamente una vez al año, pero hacia la década de 2010 el intervalo aumentó a 3-4 años.
Historia del frenado de la rotación de la Tierra
Hace unos 4.5 mil millones de años el Sistema Solar se formó a partir de una gigantesca nube de gas y polvo en rotación. Durante el colapso gravitatorio la nube giró cada vez más rápido, como un patinador que acerca los brazos al cuerpo. Poco a poco, de ese disco giratorio se formaron los planetas, que heredaron el movimiento de rotación.
La Tierra sigue girando por inercia gracias a la ley de conservación del momento angular. En el vacío del espacio prácticamente no hay fricción que pueda detener ese movimiento. Sin embargo, la interacción gravitatoria entre la Tierra, la Luna y el Sol crea fuerzas de marea.
Las fuerzas de marea provocan no solo la elevación y el descenso de las masas oceánicas, sino también la deformación del propio planeta. Cuando enormes masas de agua se mueven sobre el lecho marino surge un rozamiento colosal. Este proceso actúa como un freno gigantesco, ralentizando gradualmente la rotación del planeta.
Los datos geológicos indican cambios significativos en la duración del día a lo largo de la historia de la Tierra:
- Hace 620 millones de años el día tenía 21,9 horas
- Hace 400 millones de años — 22,7 horas
- En la era de los dinosaurios (hace unos 70 millones de años) — 23,5 horas
- Hoy — 24 horas
Los cálculos muestran que cada siglo la duración del día aumenta aproximadamente 1,8 milisegundos. En un futuro lejano este proceso conducirá a una ralentización aún mayor de la rotación de la Tierra, aunque la influencia de otros factores dificulta predicciones precisas.
Aceleración inesperada: qué le ocurre al planeta
Desde la década de 1990 los científicos han observado un fenómeno inusual: nuestro planeta comenzó a girar más rápido. Esto contrarresta la ralentización histórica y reduce la duración del día. Por primera vez en toda la historia de las observaciones puede ser necesario no añadir, sino sustraer un segundo de los relojes mundiales.
Estructura compleja: cómo la composición interna de la Tierra influye en la velocidad de rotación
Las investigaciones sísmicas han mostrado que la Tierra tiene una estructura en capas:
- núcleo interno sólido
- núcleo externo líquido
- manto sólido
- corteza terrestre
Las corrientes en el núcleo externo líquido generan un complejo sistema de interacciones con el manto. En distintos años esos procesos pueden tanto acelerar como ralentizar la rotación del planeta. A escala de siglos esas oscilaciones se compensan entre sí, dejando la ralentización por mareas como la tendencia principal a largo plazo.
Calentamiento global: una influencia inesperada en la rotación del planeta
El cambio del clima añade complejidad a los cálculos del tiempo. Tras el último periodo glacial, las enormes capas de hielo en los polos comenzaron a derretirse. Esto activó dos procesos opuestos:
Reajuste de la corteza:
- La reducción del peso del hielo permite que la corteza terrestre comprimida ascienda lentamente
- El planeta se vuelve más esférico
- La masa se acerca al eje de rotación
- La velocidad de rotación aumenta
Redistribución del agua:
- El agua de deshielo se desplaza por los océanos
- La mayor parte de los océanos está en latitudes bajas
- La masa se aleja del eje de rotación
- La velocidad de rotación disminuye
En la actualidad predomina el segundo efecto, lo que aplaza la necesidad de restar un segundo intercalar hasta 2029.
Dificultades técnicas y fallos de sistemas
Cada ajuste de tiempo genera serias dificultades técnicas. El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. (NIST) recibe diariamente más de 100 000 millones de solicitudes de sincronización de tiempo provenientes de mil millones de ordenadores.
La historia registra numerosos ejemplos de problemas causados por la adición de un segundo intercalar:
- En 2012 se produjo una falla a gran escala en Reddit
- Los sistemas de la aerolínea Qantas dejaron de funcionar
- Surgieron retrasos de varias horas en vuelos en toda Australia
- Numerosas interrupciones menos visibles pero importantes en el funcionamiento de sistemas informáticos
Soluciones alternativas y el futuro de la medición del tiempo
En 2022 la Conferencia General de Pesas y Medidas anunció que dejaría de usar segundos intercalares para 2035. En lugar de ajustes frecuentes y pequeños pretenden realizar cambios grandes y poco frecuentes, cada varias décadas o incluso cada siglo.
Los gigantes tecnológicos ya están desarrollando sus propios métodos:
- Google utiliza la tecnología de "difuminado del tiempo"
- Microajustes diarios de milésimas de segundo
- Ausencia de cambios bruscos en el funcionamiento de los sistemas
Sin embargo, las soluciones individuales de las empresas generan el riesgo de una "anarquía temporal". Elizabeth Donley, responsable del departamento de tiempo y frecuencia del NIST, subraya la necesidad de un estándar único, ya que la medición del tiempo es la base de muchas otras magnitudes físicas.
Las tecnologías modernas, en realidad, dependen muy poco de dónde exactamente se encuentre el Sol en el cielo en un momento dado. Las redes informáticas, los satélites de navegación y los sistemas de comunicación solo necesitan una cosa: una referencia temporal estable y fiable.
