Definiciones De Tiempo
(Del lat. tempus).
- m. Duración de las cosas sujetas a mudanza.
- m. Magnitud física que permite ordenar la secuencia de los sucesos, estableciendo un pasado, un presente y un futuro. Su unidad en el Sistema Internacional es el segundo.
- m. Parte de esta secuencia.
medio.
- m. Fís. El que se mide por el movimiento uniforme de un astro ficticio que recorre el Ecuador celeste en el mismo tiempo que el Sol verdadero la Eclíptica.
sidéreo.
- m. Fís. El que se mide por el movimiento aparente de las estrellas y más especialmente del primer punto de Aries.
solar verdadero, o ~ verdadero.
- m. Fís. El que se mide por el movimiento aparente del Sol.
Definición de segundo
Subdivisiones sexagesimales del tiempo calendárico y del día
Las civilizaciones del periodo clásico y anteriores construyeron divisiones del calendario así como arcos según las divisiones del sistema sexagesimal, pero el segundo, era una división sexagesimal del día, no de la hora como el segundo moderno. Los relojes solares y clepsidras medían el tiempo en grados del arco (generado por el sol). También existían longitudes de tiempo menores a las mensurables por los relojes solares. Existen referencias al segundo como parte del mes lunar en los escritos de los filósofos naturales de la Edad Media, pero no existe evidencia que estos segundos fueran realizables o adoptados como unidad de tiempo basada en el calendario lunar.
El segundo como fracción del día solar
Los primeros relojes mecánicos que comenzaron a aparecer en el siglo XIV contaban con diales que dividían las horas en mitades, tercios, cuartos y hasta doceavos, pero nunca en sesentavos. De hecho la hora no era comúnmente entendida como compuesta por sesenta minutos. De hecho, no era práctico para los relojeros considerar los minutos hasta que se logró una precisión adecuada a finales del siglo XVI. Los primeros relojes en mostrar los segundos aparecieron en la segunda mitad del siglo XVI. Los segundos se volvieron mensurables de manera precisa con el desarrollo de los relojes mecánicos que medían el tiempo medio, en contraste con el tiempo aparente mostrado por los relojes solares. El reloj mas antiguo impulsado por resortes con un segundero y marcas para los segundos es un reloj sin firmar mostrando a Orfeo en la colección Fremersdorf, fechado entre 1560 y 1570. Durante el tercer cuarto del siglo XVI, Taqi al-Din construyó un reloj con marcas cada 1/5 de minuto. En 1579, Jost Bürgi construyó un reloj para Guillermo de Hesse que marcaba los segundos. En 1581, Tycho Brahe rediseñó los relojes de su observatorio que sólo mostraban minutos, a que mostraran también segundos, incluso aunque esos segundos no fueran precisos. En 1587, Tycho se quejó que sus cuatro relojes tenían una diferencia de mas o menos 4 segundos.
En 1656, Christian Huygens inventó el primer reloj de péndulo. Este tenía una longitud del péndulo un poco menor a un metro lo que le daba un periodo de un segundo y un escape que sonaba cada segundo. Este fue el primer reloj que podía medir los segundos de manera precisa. Para la década de 1730, Los cronómetros de John Harrison podían mantenerse en hora con diferencias de 1 segundo en 100 días.
En 1832, Carl Friedrich Gauss propuso el segundo como la unidad fundamental de tiempo en el sistema mm-mg-s. La Asociación Británica para el Avance de la Ciencia (BAAS) publicó en 1862 que el segundo de tiempo solar medio debería ser la unidad fundamental de tiempo y propuso la adopción del sistema CGS en 1872. Aquí el segundo fue definido como $\dfrac{1}{86,400}$ del día solar medio.
El segundo como fracción del año efeméride
En algún momento de los años cuarenta, los relojes con osciladores de cuarzo con frecuencias de operación de 100 kHz avanzaron lo suficiente como para tener una precisión de 1 parte en 108 en un periodo de un día. Se volvió aparente que el consenso de este tipo de relojes podían tener mayor precisión que la rotación de la tierra. Los metrologistas también sabían que la traslación es un proceso mas estable que la rotación, esto llevó a proponer el segundo como una fracción de un año, en la década de los 50’s. El movimiento de la tierra fue descrito en las tablas de Newcomb del sol (publicadas en 1895), que proveen una fórmula para estimar el movimiento del Sol relativo a la época que inició en 1900, las tablas están basadas en observaciones hechas entre 1750 y 1892. Esto resultó en la adopción de una escala de tiempo basada en efemérides expresada en unidades del año sideral en esa época por la IAU en 1952. Esta escala de tiempo extrapolada hace que concuerden las posiciones observadas de los cuerpos celestes con las teorías dinámicas newtonianas de su movimiento. En 1955, el año tropical, considerado más fundamental que el año sideral, fue elegido por la IAU como la unidad fundamental de tiempo. El año tropical en la definición no fue medido, sino calculado de una fórmula que describe un año tropical medio que decrece linealmente con el tiempo.
En 1956, el segundo fue redefinido en términos de un año relativo a la época. Así el segundo se definió como la fracción $\dfrac{1}{31556925.9747}$ del año tropical para 1900, Enero 0 a las 12 tiempo efeméride. Esta definición fue adoptada como parte del Sistema Internacional de Unidades en 1960.
El segundo atómico
Incluso los mejores relojes mecánicos, eléctricos, o basados en cuarzo desarrollan discrepancias y virtualmente ninguno es lo suficientemente bueno para ser la realización del segundo de la efeméride. Para medir el tiempo, no hay nada mejor que la vibración natural y exacta de un átomo energizado.
La frecuencia de vibración o de la radiación emitida por un átomo es muy específica y depende del tipo de átomo y de la naturaleza de la excitación a la que es sometido. Desde 1967, el segundo ha sido definido exactamente como la duración de 9,192,631,770 periodos de la radiación correspondiente a los dos niveles hiperfinos del estado basal del átomo de Cesio 133 (a 0K). Esta longitud de un segundo fue seleccionada para corresponder exactamente con la longitud del segundo de la efeméride. Los relojes atómicos usan esa frecuencia para contar ciclos por segundo. La radiación de esta clase es una de las mas estables y reproducibles en la naturaleza. Es importante hacer notar que la generación actual de relojes atómicos es precisa a un segundo en varios millones de años.