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¿Cómo se mide un segundo? ¿Y por qué se mide de esa manera?

este problema se puede solucionar de diversas formas, por lo tanto te damos la que en nuestra opinión es la respuesta más completa.

¿Por qué no modificamos la medida de 1 segundo tan levemente para evitar por completo los años bisiestos?

La rotación de la tierra y la revolución de la tierra alrededor del sol no están sincronizadas en absoluto. La Tierra realmente gira 365,24219647 veces durante cada revolución (en 1992, esta relación cambia ligeramente cada año, el año tropical se acorta aproximadamente medio segundo cada siglo); así que incluso si fijáramos la definición de tiempo en la revolución de la tierra alrededor del sol, todavía necesitaremos un año bisiesto cada 4 años (lo que no necesitaríamos serían segundos bisiestos).

Otra razón es que la medición de tiempo precisa sería incomparable. Dado que el período de rotación de la tierra (es decir, el año tropical) no es constante, si usamos la definición de segundo para que coincida exactamente con el período de revolución, siempre que desee especificar una duración precisa de tiempo, también tendrá que especifique de qué año se toma la definición de segundo, y necesitará una tabla que registre la duración del segundo de cada año.

¿Hay alguna razón técnica …?

Sí, porque con los equipos adecuados, cualquiera, en cualquier momento, puede tomar un átomo de cesio-133, ponerlo en las condiciones especificadas y medir el mismo segundo, y no tendrá un cambio anual como el segundo de la rotación / revolución de la tierra. Hasta donde sabemos, la frecuencia de cesio-133 en 1978 debería ser la misma que la frecuencia de otro cesio-133 en 2049.

Sí, hay una muy buena razón por la que un segundo, nuestra principal unidad de tiempo, se define de esta manera: precisión. El dispositivo más preciso que tenemos (o teníamos) para medir el tiempo son los relojes atómicos; si un segundo se definiera como 0,7 de un latido del corazón, la precisión y constancia de este “un segundo” sería claramente más pobre. Algunos de los relojes atómicos más precisos y disponibles se han basado exactamente en esta transición del cesio. Cuando un átomo emite un fotón mientras cae a un nivel de energía más bajo, la frecuencia de la luz es siempre la misma.

En estos relojes basados ​​en láser, uno tiene un rayo que oscila periódicamente y las oscilaciones son verdaderamente coherentes y precisas y uno puede literalmente contar los períodos. El número exacto de alrededor de 9,19 mil millones se eligió para coincidir, dentro de la precisión disponible, con las definiciones anteriores de un segundo que se definió originalmente como 1 / 86,400 de un día solar promedio. En estos días, nuestros relojes, relojes atómicos, pueden medir el tiempo con mayor precisión y detectar irregularidades en el movimiento de la Tierra también. Es por eso que a veces también tenemos que insertar segundos intercalares, etc.

Si se construyen tipos de relojes más precisos, las definiciones se actualizarán de acuerdo con estos nuevos relojes.

Para fines cotidianos, hay exactamente 86,400 segundos en un día (de medianoche a medianoche). Pero la rotación de la Tierra alrededor de su eje y la trayectoria de la Tierra alrededor del Sol no son exactamente uniformes ni estables. La rotación de la Tierra se está desacelerando muy gradualmente, y hay una serie de factores que hacen que el “mediodía” por observación solar sea a veces más, a veces menos de 86.400 segundos desde el “mediodía” solar anterior. Si promedia más de un año solar, seguro que se acercará mucho, pero a lo largo de varios años, verá variaciones.

Para fines científicos y de ingeniería, la unidad fundamental para la medición del tiempo (la segunda) debe tener una definición fija, no una que se actualice cada pocos años solo para mantenerse al día con la ocurrencia del mediodía solar. Por lo tanto, los relojes atómicos se desarrollaron para proporcionar una referencia estable contra la cual se pueda definir el segundo de una vez por todas (hasta que, o a menos que, se descubra que los relojes atómicos actuales no son una referencia lo suficientemente estable y hay algún otro fenómeno medible que es aún más importante). estable).

Por lo que vale:

Los años bisiestos no tienen nada que ver con el segundo como unidad de tiempo. Los años bisiestos ocurren porque la rotación de la Tierra alrededor de su eje (del que obtenemos nuestro día) y la órbita de la Tierra alrededor del Sol (del cual obtenemos nuestro año) no están relacionadas por un número entero, y queremos mantener nuestros calendarios. en alineación con el día y el año natural.

Los segundos bisiestos ocurren porque queremos dividir nuestro día solar medio de manera uniforme en horas, minutos y segundos, y el día solar medio se está alargando gradualmente (la rotación de la Tierra se está desacelerando gradualmente), pero no queremos modificar nuestra definición de el segundo. Los segundos intercalares se agregan “según sea necesario”, lo que ocurre de manera algo irregular porque hay una serie de factores que afectan la rotación de la Tierra.

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