¿Por qué es necesario sincronizar el tiempo de la Tierra con su rotación?

A partir de su pregunta y detalles de la pregunta, supongo que no está muy al tanto del estado actual de las cosas con respecto a nuestra relación con el tiempo y su medición, ni del largo tira y afloja entre dos estándares completamente separados de cronometraje, ni de nuestra aún amarga falta de resolución a este respecto.

Esto es perfectamente normal. La mayoría de las personas no lo saben. Así que permíteme la libertad de contarte lo que realmente ha estado sucediendo:

  • Históricamente, nuestro estándar de cronometraje siempre ha sido la posición del sol en el cielo; en otras palabras, la unidad base ha sido el concepto de un día . En 1935, el mundo adoptó el sistema de Tiempo Universal (o UT), que en esencia requeriría que midamos el tiempo que toman los cuerpos celestes distantes (hoy en día, usamos quásares distantes) para aparentemente moverse entre dos puntos en el cielo en relación con La rotación de la Tierra. Como los cuásares en cuestión están muy lejos, podemos considerarlos fijos a todos los efectos, de modo que, realmente, estamos haciendo una medición de la rotación de la Tierra. Esto nos permitió ser más o menos precisos sobre lo que queríamos decir con un día.
  • Pero: la rotación de la Tierra no siempre es constante; en la práctica, se ralentiza y acelera todo el tiempo. Esta forma de cronometraje era problemática porque chocaba con ideas de precisión científica. Más que cualquier otra cosa, la definición de un segundo tenía que cumplir algunos requisitos: tenía que ser regular, siempre medir exactamente lo mismo independientemente del tiempo y el lugar, y tenía que ser lo suficientemente precisa para los experimentos científicos. Ninguna de estas propiedades (salvo la precisión) se cumplió con el sistema UT. Históricamente, un segundo se había definido como 1 / 86,400 de un día medido en el sistema UT, pero si la rotación de la Tierra no era fija, significaba que la duración de un día sería ligeramente más corta o más larga de lo habitual en algunos días. y, por lo tanto, la duración de un segundo también sería ligeramente más corta o más larga de lo habitual en algunos días . Puede ver, creo, por qué los científicos / astrónomos / ingenieros estarían furiosos con esto: afecta a todo tipo de mediciones de frecuencia y dificulta la planificación de experimentos controlados de manera significativa o la construcción de sistemas mecánicos simples o el trabajo con reacciones químicas ordinarias simples. Se necesitaba un mejor sistema.
  • En la década de 1900, la gente descubrió relojes atómicos, y de repente la vida fue mágica. Los relojes atómicos son regulares : siempre funcionan a la misma frecuencia, independientemente del tiempo y el lugar, lo que hace posible, por fin, construir una definición del segundo que no cambie con el tiempo. Se hizo una propuesta para adoptar un múltiplo particular de la frecuencia de un reloj atómico como la definición de un segundo, y se aprobó .
  • Ahora tenemos dos sistemas competidores: el sistema UT, que hace que los segundos sean un poco más largos o más cortos de lo que deberían ser, y el sistema basado en el reloj atómico, que es infaliblemente regular. El primero es utilizado en todo el mundo, por todos en todo el mundo, para establecer sus relojes y mantener horarios precisos, y está bastante arraigado; el segundo se usa en aplicaciones científicas y máquinas que requieren alguna idea del tiempo.
  • No pueden existir dos escalas contradictorias: simplemente tienes que elegir una. Pero en lugar de seguir con el modelo basado en el reloj atómico, se hizo un intento por complacer a todos (porque había / hay razones válidas para mantener UT, y las abordaré en un minuto). Ambas escalas de tiempo continuarían existiendo, pero, cada vez que la diferencia entre UT y el tiempo del reloj atómico (considerado más fundamental, es decir, con qué medimos el tiempo en este sistema) excediera 0.9 segundos, un segundo adicional, llamado un segundo intercalar , sería agregado artificialmente (o restado de!) al final del mes en UT se observó la diferencia. Este sistema se llamó el sistema UTC, y ahora es el estándar predeterminado en todo el mundo.

Esto debería sentar las bases para lo que voy a decir a continuación.


De vuelta a tu pregunta.

Tienes razón: un segundo no hace una diferencia tangible en la vida humana.

Sin embargo, la pregunta no es acerca de un segundo: es la acumulación de esos segundos lo que impactará las vidas. En las cuatro décadas que hemos tenido el sistema de año bisiesto, hemos observado más de veinticinco segundos bisiestos; en otras palabras, ya estamos casi medio minuto atrás de lo que hubiéramos estado si nos hubiéramos quedado atascados. a un modelo de tiempo puramente atómico dependiente del reloj. Los impactos a largo plazo de esta acumulación constante de segundos que no están sincronizados con las estaciones deben planificarse cuidadosamente, especialmente si abandonamos el sistema de segundos intercalares, que solo acelera la acumulación de diferencias entre UT (cuya versión moderna es llamado UT1) y UTC.

En realidad, hay una gran cantidad de razones por las cuales mantenemos el sistema actual de segundos intercalares (el sistema UTC actual):

  • Impacto agrícola: cambiar a un sistema de tiempo que ya no está conectado a la rotación de la Tierra tendría consecuencias a largo plazo para determinar las estaciones adecuadas para plantar y cosechar. La agricultura en la Tierra seguirá siendo (con suerte) relevante durante los próximos siglos, y más allá de eso: en ausencia del sistema de año bisiesto, esta necesidad de mantener un horario regular en sincronía con las estaciones correctas solo se agravará aún más. Los agricultores tendrían que acostumbrarse a plantar y cosechar en diferentes momentos de lo que estaban acostumbrados mientras obedecían las estaciones: al mantener sincronizados UTC y UT1, podemos mantener un horario regular para la agricultura y satisfacer nuestra necesidad de medición de precisión en otra parte. Esto será doblemente importante porque la velocidad de rotación de la Tierra solo se desacelerará más rápidamente durante los próximos siglos, lo que conducirá a una desconexión más pronunciada del tiempo y las estaciones si no nos mantenemos con UTC.
  • Gastos: hay algunos sistemas que son realmente costosos para modificar la configuración de la hora normal. Un ejemplo clave: los satélites, que son distantes y que tienen un software dedicado a bordo diseñado para funcionar con el sistema UTC. Tendría que desmantelar un satélite o reiniciarlo desde lejos para mantener la configuración, lo que puede afectar a cientos de miles de personas en la Tierra y costar mucho dinero.
  • Cronometraje naval: el cronometraje vinculado a la rotación de la Tierra solía ser enormemente útil para las naves que se mueven a través de la superficie de la Tierra, y esto sigue siendo útil en el raro caso de que el posicionamiento GPS (que no está vinculado a UTC, sino que es puramente atómico) basado en reloj: creo que el tiempo en los satélites se convierte al estándar UTC al ser retransmitido a tierra, aunque no estoy seguro.) ya no está disponible. La Tierra es un lugar grande: obtener una señal no siempre es una garantía, y mantener los tiempos de acuerdo con la progresión del día puede ayudar significativamente.

La página en agi.com es un muy buen resumen de los argumentos a favor / en contra del segundo salto, y lo recomiendo encarecidamente para cualquier persona interesada en una buena lectura.

Actualmente, hay propuestas presentadas para deshacerse del segundo salto y seguir estrictamente un estándar de reloj atómico, para desacoplar la rotación de la Tierra de nuestra noción del tiempo. Entonces, como puede ver, no se siente la necesidad de mantener la Tierra acoplada a nuestro sistema de cronometraje: el sistema sobrevive porque ha funcionado, más o menos, y porque el organismo regulador apropiado en este caso simplemente no ha sido capaz de tomar una decisión al respecto (la decisión de eliminar el segundo salto se ha pospuesto desde 2012 hasta 2015). Todas las razones que he enumerado anteriormente se pueden manejar si decidimos cambiar a un sistema no basado en rotación; hasta entonces, las cosas permanecen como están.

No creo que nadie afirme que es necesario.

La razón por la que se hace es para que la hora del día tenga un significado estable, por ejemplo, el mediodía es aproximadamente cuando el sol está más alto en el cielo. Si no ajustáramos la duración del día, entonces el mediodía iría lentamente a la deriva hasta llegar a la mitad de la noche. Sin embargo, esto llevaría miles de años.

Su afirmación de que un segundo no haría una gran diferencia en la vida de las personas es obviamente cierta. Sin embargo, no creo que haya ningún argumento de que los segundos intermedios se agreguen con el fin de marcar una diferencia significativa en la vida de las personas. Todos podríamos elegir ignorarlos y todo estaría bien. No hay una justificación más profunda para los segundos bisiestos que el deseo de que la hora del día se sincronice con el sol lo más cerca posible.

La explicación dada por Akshat Mahajan es bastante elaborada y buena.
Para saber por qué la Tierra acelera continuamente en su movimiento de rotación, consulte: viXra.org e-Print archive, viXra: 1008.0029, Planetary Spin