Sólo un segundo ...

Reloj atómico



Flamsteed House en el Observatorio Real estará cerrada por reformas esenciales hasta el 31 de marzo de 2022, y algunos espacios de la galería no estarán disponibles. El resto del Observatorio histórico permanece abierto y los visitantes pueden disfrutar de un 50% de descuento en la entrada durante este período. Los espectáculos del planetario también se desarrollarán con normalidad.

Localización Observatorio Real

23 de junio de 2015





¿Alguna vez ha deseado tener más horas en el día? Si es así, puede que se sienta reconfortado al saber que el martes 30 de junio de 2015 será un poco más largo de lo normal este año; no por horas, sino por un segundo, un segundo intercalar.

Esta peculiar adición a nuestra escala de tiempo civil es un evento ocasional que normalmente ocurrirá a fines de junio o diciembre. Los segundos bisiestos se aplican para corregir pequeñas irregularidades en la velocidad de rotación de la Tierra, así como la disparidad entre las longitudes de un segundo SI y la verdadera parte fraccionaria de nuestro año astronómico. El anuncio fue realizado el 5 de enero de 2015 por el Servicio Internacional de Sistemas de Referencia y Rotación de la Tierra ( IRLANDESA ), que recopila observaciones internacionales del movimiento de la Tierra y juzga cuándo se requiere un segundo intercalar para mantener nuestra escala de tiempo civil en sintonía con la rotación de la Tierra. El IERS produce un semestral boletín para transmitir si se realizará o no un ajuste de segundo intercalar. Estos boletines dan una advertencia de poco menos de seis meses.



Anuncio del segundo bisiesto del Boletín C49

La historia del salto de segundo está indisolublemente ligada a la luna y por tanto a los intereses del Real Observatorio, que al fin y al cabo se estableció para proporcionar datos para hacer la navegación por distancia lunar posible. Los indicios de la inestabilidad de la Tierra como cronometrador se remontan al siglo XVII. En 1695, el talentoso astrónomo y matemático, Edmund Halley , dedujo de su análisis de eclipses lunares históricos que el ciclo lunar se había acelerado. Esto fue posteriormente corregido por el filósofo alemán, Immanuel Kant , quien propuso que la Tierra puede no ser un cronometrador tan estable como se suponía y que la fricción de las mareas, causada por la atracción de la luna, estaba actuando como un freno, lo que ralentizaba la rotación de la Tierra.

Edmond Halley, por Thomas Murray, alrededor de 1690 The Royal Society

Esta comprensión no tuvo un impacto serio en el negocio del cronometraje, ya que la tecnología del reloj estaba muy lejos de la estabilidad de la Tierra como cronometrador. No fue hasta principios del siglo XX, con el desarrollo de relojes como Shortt 16, que los astrónomos y científicos tenían un estándar de tiempo que era, por primera vez, más confiable que la Tierra misma. Los siguientes 25 años vieron un rápido desarrollo en el cronometraje de precisión, primero con el reloj de cuarzo, seguido por el logro revolucionario de Louis Essen y Jack Parry, quienes dirigieron con éxito su reloj atómico de cesio en el Laboratorio Nacional de Física en Teddington, Reino Unido, por primera vez hace sesenta años. En palabras de Essen, el nuevo reloj eventualmente se convertiría en la muerte del segundo astronómico y el nacimiento del tiempo atómico.

Shortt 16 se instaló en Greenwich en 1927 y se usó para la señal de tiempo rítmica de Rugby
NMM (Ref. ZAA0544)

La década de 1950 fue una década fundamental en la historia del cronometraje moderno. La mejora de los relojes para observatorios y laboratorios creó la necesidad de un estándar de tiempo mejor acordado internacionalmente. En 1952, la Unión Astronómica Internacional (IAU) acordó que Tiempo de efemérides (ET) debería reemplazar el tiempo basado en el día astronómico. El segundo recién definido fue una fracción de año en lugar de veinticuatro horas, lo que ayudó a reducir los errores causados ​​por aceleraciones y desaceleraciones a corto plazo en la rotación de la Tierra. ET no estuvo libre de complicaciones. Se requirieron largos períodos de observación astronómica para recopilar los datos para la determinación del tiempo astronómico utilizando la próxima generación de instrumentos astronómicos como el Astrolabio Danjon y Markowitz cámara de la luna. Los datos utilizados se derivaron de observaciones realizadas hasta principios del siglo XX y, por lo tanto, eran representativos de un período en el que el día astronómico era ligeramente más corto. El segundo ET se convirtió en el estándar SI en 1960 y se redefinió como una unidad atómica en 1967 de acuerdo con el comportamiento del átomo de cesio 133. Es esta redefinición, que es tan crítica para el segundo intercalar. El segundo SI tiene ahora más de un siglo y gracias, en gran parte, a la influencia gravitacional de la luna, es un poco más corto de lo que necesita para nuestro tiempo. Nuestros relojes atómicos corren más rápido que nuestro cronometrador fundamental, la Tierra, y para cuando se agregue el segundo intercalar el 30 de junio, nuestra escala de tiempo civil UTC será 36 segundos más lenta que el Tiempo Atómico Internacional (TAI). Pensando en el momento en que se agregó el primer segundo intercalar, nuestra tecnología era bastante diferente. En 1972 una computadora modular, como la HP 3000 llenaría la mejor parte de una habitación de tamaño razonable y se anunció que podía manejar hasta 64 usuarios con varios programas activos simultáneamente.



1972 Foto promocional de la HP 3000
Museo de Computadoras HP

Según se informa, la HP 3000 no estuvo a la altura de sus afirmaciones y era probable que la introducción de un segundo intercalar fuera el menor de sus problemas. Hoy, sin embargo, es un asunto muy diferente. Con servidores populares que manejan volúmenes alucinantes de pequeños paquetes de información, cada uno de los cuales recibe una marca de tiempo a medida que se abren paso a través de las muchas puertas entre el remitente y el destinatario. Una marca de tiempo anómala, la lectura 23h 59m 60s presenta un problema lógico que podría causar un accidente catastrófico. La razón por la que solo experimentamos redes ocasionales fracasos durante la inserción de un segundo intercalar se debe a que es relativamente fácil informar a los sistemas con unas pocas líneas de código que el último minuto del mes tendrá un segundo extra. Hay otras formas de lidiar con el segundo intercalar, como el de Google frotis de salto enfoque, y algunos hardware tienen capacidad incorporada para manejar el segundo intercalar, como nuestro reloj atómico HP 5071A.

Reloj atómico de cesio HP 5071A con ajuste de segundo intercalar integrado
NMM (Ref. ZBA2599)

Este año podría ver otro hito plantado en la historia del cronometraje civil como el plan de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) para anunciar si el segundo intercalar será abolido o no en la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones, que se celebrará en Ginebra en noviembre de 2015. Si el vínculo entre el tiempo civil y la rotación de la Tierra está roto y dado que ahora hay una diferencia de 32 segundos entre TAI y UTC, es poco probable que notemos los efectos, pero el legado de la abolición para nuestros descendientes será una creciente disparidad entre los civiles tiempo y tiempo solar medio. Si está interesado en leer más y explorar el segundo debate intercalar, los hallazgos del diálogo público del Reino Unido de 2014 están disponibles. aquí .