La cronometría [a] u horología [b] ( lit. ' el estudio del tiempo ' ) es la ciencia que estudia la medición del tiempo y el cronometraje . [3] La cronometría permite el establecimiento de medidas estándar del tiempo, que tienen aplicaciones en una amplia gama de áreas sociales y científicas. La horología generalmente se refiere específicamente al estudio de dispositivos mecánicos de cronometraje, mientras que la cronometría tiene un alcance más amplio, incluyendo también comportamientos biológicos con respecto al tiempo (biocronometría), así como la datación de material geológico ( geocronometría ).
El término horología se utiliza comúnmente para referirse específicamente a los instrumentos mecánicos creados para medir el tiempo: relojes, relojes de pulsera, relojes de sol, relojes de arena, clepsidras, cronómetros , registradores de tiempo , cronómetros marinos y relojes atómicos son ejemplos de instrumentos utilizados para medir el tiempo . Las personas interesadas en la horología se denominan horólogos . Ese término lo utilizan tanto las personas que se ocupan profesionalmente de aparatos para medir el tiempo como los entusiastas y los estudiosos de la horología. La horología y los horólogos tienen numerosas organizaciones, tanto asociaciones profesionales como sociedades más académicas. La organización de miembros de relojería más grande del mundo es la NAWCC, la Asociación Nacional de Coleccionistas de Relojes, que tiene su sede en Estados Unidos, pero también tiene capítulos locales en otros lugares.
Los registros de cronometraje están atestiguados desde el Paleolítico , en forma de inscripciones realizadas para marcar el paso de los ciclos lunares y medir los años. Luego se inventaron los calendarios escritos, seguidos por los dispositivos mecánicos. Los niveles más altos de precisión se logran actualmente con los relojes atómicos , que se utilizan para seguir el segundo estándar internacional. [4] [5]
La cronometría se deriva de dos raíces, chronos y metron (χρόνος y μέτρον en griego antiguo respectivamente), con significados aproximados de "tiempo" y "medida". [6] La combinación de las dos se considera que significa medición del tiempo.
En el léxico griego antiguo, los significados y las traducciones difieren según la fuente. Chronos, utilizado en relación con el tiempo en períodos definidos y vinculado a fechas en el tiempo, precisión cronológica y, a veces, en casos excepcionales, se refiere a un retraso. [7] La duración del tiempo al que se refiere varía desde segundos hasta estaciones del año y vidas; también puede referirse a períodos de tiempo en los que ocurre, persiste o se retrasa algún evento específico. [6]
La raíz de la palabra está relacionada con el dios Cronos en la mitología griega antigua, que encarnaba la imagen del tiempo, originado a partir del caos primordial. Conocido como el que hace girar la rueda del zodíaco, otra evidencia de su conexión con la progresión del tiempo. [8] Sin embargo, el griego antiguo hace una distinción entre dos tipos de tiempo, chronos, el progreso estático y continuo del presente al futuro, el tiempo en un sentido secuencial y cronológico, y Kairos , un concepto basado en un sentido más abstracto, que representa el momento oportuno para que ocurra la acción o el cambio.
Kairos (καιρός) no pone demasiado énfasis en la cronología precisa, sino que se utiliza como un tiempo específicamente adecuado para algo, o también como un período de tiempo caracterizado por algún aspecto de crisis, relacionado también con el fin de los tiempos. [6] También puede verse a la luz de una ventaja, beneficio o fruto de una cosa, [7] pero también se ha representado en un sentimiento apocalíptico, y también se ha mostrado como variable entre la desgracia y el éxito, siendo comparado con una parte del cuerpo vulnerable debido a una brecha en la armadura para Homero , [9] beneficio o calamidad dependiendo de la perspectiva. También se hace referencia a él en la teología cristiana , siendo utilizado como implicación de la acción y el juicio de Dios en las circunstancias. [10] [11]
Debido a la relación inherente entre chronos y kairos, su función en la representación y el concepto del tiempo de la Antigua Grecia, comprender uno significa comprender parcialmente el otro. La implicación de chronos, una disposición indiferente y una esencia eterna, se encuentra en el núcleo de la ciencia de la cronometría; se evita el sesgo y se favorece la medición precisa.
La biocronometría (también cronobiología o cronometría biológica) es el estudio de los comportamientos y patrones biológicos observados en animales con factores basados en el tiempo. Se puede clasificar en ritmos circadianos y ciclos circanauales . Algunos ejemplos de estos comportamientos pueden ser: la relación de las señales de mareas diarias y estacionales con la actividad de plantas y animales marinos, [12] la capacidad fotosintética y la respuesta fototáctica en las algas, [13] o la compensación de temperatura metabólica en bacterias. [14]
Los ritmos circadianos de varias especies pueden observarse a través de su función motora gruesa a lo largo del día. Estos patrones son más evidentes cuando el día se clasifica en períodos de actividad y de descanso. La investigación sobre una especie se lleva a cabo mediante comparaciones de ritmos libres y ritmos controlados, donde el primero se obtiene dentro del entorno natural de la especie y el segundo a partir de un sujeto al que se le han enseñado ciertos comportamientos. Los ritmos circadianos son similares, pero pertenecen a patrones dentro de la escala de un año; patrones como la migración, la muda, la reproducción y el peso corporal son ejemplos comunes; la investigación y la investigación se logran con métodos similares a los patrones circadianos. [14]
Los ritmos circadianos y circanuales se pueden observar en todos los organismos, tanto en organismos unicelulares como multicelulares. [15] [16] Una subrama de la biocronometría es la microbiocronometría (también cronomicrobiología o cronometría microbiológica), y es el examen de secuencias y ciclos de comportamiento dentro de los microorganismos. La adaptación a los ritmos circadianos y circanuales es una evolución esencial para los organismos vivos, [15] [16] estos estudios, además de educar sobre las adaptaciones de los organismos, también sacan a la luz ciertos factores que afectan a muchas de las respuestas de las especies y organismos, y también se pueden aplicar para comprender mejor la fisiología general, esto puede ser para los humanos también, los ejemplos incluyen: factores de rendimiento humano, sueño, metabolismo y desarrollo de enfermedades, que están todos conectados a ciclos biocronométricos. [16]
La cronometría mental (también llamada cronometría cognitiva) estudia los mecanismos de procesamiento de la información humana, a saber, el tiempo de reacción y la percepción . Además de ser un campo de la cronometría, también forma parte de la psicología cognitiva y su enfoque contemporáneo del procesamiento de la información humana. [17] La investigación comprende aplicaciones de los paradigmas cronométricos, muchos de los cuales están relacionados con los paradigmas clásicos del tiempo de reacción de la psicofisiología [18] , a través de la medición de los tiempos de reacción de los sujetos con diversos métodos, y contribuye a los estudios sobre cognición y acción. [19] Los modelos de tiempo de reacción y el proceso de expresión de la organización temporoestructural de los mecanismos de procesamiento humano tienen una esencia computacional innata. Se ha argumentado que debido a esto, los marcos conceptuales de la psicología cognitiva no se pueden integrar en sus formas típicas. [20]
Un método común es el uso de potenciales relacionados con eventos (PRE) en experimentos de estímulo-respuesta. Se trata de fluctuaciones de voltajes transitorios generados en los tejidos neuronales que ocurren en respuesta a un evento de estímulo ya sea inmediatamente antes o después. [19] Esta prueba enfatiza la naturaleza y el curso temporal de los eventos mentales y ayuda a determinar las funciones estructurales en el procesamiento de la información humana. [21]
La datación de materiales geológicos constituye el campo de la geocronometría y se enmarca dentro de las áreas de la geocronología y la estratigrafía , si bien se diferencia de la cronoestratigrafía . La escala geocronométrica es periódica, sus unidades funcionan en potencias de 1000 y se basa en unidades de duración, a diferencia de la escala cronoestratigráfica. Las distinciones entre las dos escalas han causado cierta confusión, incluso entre las comunidades académicas. [22]
La geocronometría se ocupa de calcular una fecha precisa de sedimentos de rocas y otros eventos geológicos, dando una idea de cuál es la historia de varias áreas, por ejemplo, los movimientos y ocurrencias volcánicas y magmáticas se pueden reconocer fácilmente, así como los depósitos marinos, que pueden ser indicadores de eventos marinos e incluso cambios ambientales globales. [23] Esta datación se puede hacer de varias maneras. Todos los métodos confiables, salvo las excepciones de la termoluminiscencia , la radioluminiscencia [24] y la datación ESR (resonancia de espín electrónico), se basan en la desintegración radiactiva , centrándose en la degradación del nucleido parental radiactivo y el crecimiento del producto hijo correspondiente. [23]
Al medir los isótopos hijos en una muestra específica, se puede calcular su edad. La conformidad preservada de los nucleidos padre e hijo proporciona la base para la datación radiactiva de la geocronometría, aplicando la Ley de Radiactividad de Rutherford-Soddy, específicamente utilizando el concepto de transformación radiactiva en el crecimiento del nucleido hijo. [25]
La termoluminiscencia es un concepto extremadamente útil para aplicar, ya que se utiliza en una gran cantidad de áreas de la ciencia. [26] La datación mediante termoluminiscencia es un método económico y conveniente para la geocronometría. [27] La termoluminiscencia es la producción de luz a partir de un aislante y semiconductor calentado; a veces se confunde con las emisiones de luz incandescente de un material, un proceso diferente a pesar de las muchas similitudes. Sin embargo, esto solo ocurre si el material ha estado expuesto previamente a la energía de la radiación y ha absorbido la misma. Es importante destacar que las emisiones de luz de la termoluminiscencia no se pueden repetir. [26] Todo el proceso, desde la exposición del material a la radiación, tendría que repetirse para generar otra emisión de termoluminiscencia. La edad de un material se puede determinar midiendo la cantidad de luz emitida durante el proceso de calentamiento, por medio de un fototubo, ya que la emisión es proporcional a la dosis de radiación que absorbió el material. [23]
La metrología del tiempo o metrología de tiempo y frecuencia es la aplicación de la metrología para el control del tiempo, incluida la estabilidad de la frecuencia . [28] [29] Sus principales tareas son la realización del segundo como unidad de medida del SI para el tiempo y el establecimiento de estándares de tiempo y estándares de frecuencia , así como su difusión . [30]
Los primeros humanos habrían utilizado sus sentidos básicos para percibir la hora del día y se habrían basado en su sentido biológico del tiempo para discernir las estaciones y actuar en consecuencia. Sus ciclos estacionales fisiológicos y conductuales estaban influenciados principalmente por un sistema biológico de medición del tiempo por fotoperiodo basado en la melatonina (que mide el cambio de la luz del día dentro del ciclo anual, lo que da una idea del momento del año) y sus ritmos circanuales, que proporcionaban una anticipación de los eventos ambientales meses antes para aumentar las posibilidades de supervivencia. [31]
Existe un debate sobre cuándo se utilizó por primera vez un calendario lunar y sobre si algunos hallazgos constituían un calendario lunar. [32] [33] La mayoría de los hallazgos y materiales relacionados de la era paleolítica están hechos de huesos y piedra, con varias marcas de herramientas. Se cree que estas marcas no fueron el resultado de marcas para representar los ciclos lunares, sino grabados irregulares y no notatorios; un patrón de marcas secundarias posteriores que ignoran el diseño anterior es indicativo de que las marcas son el uso de motivos y marcas rituales en su lugar. [32]
Sin embargo, a medida que los humanos se centraron en la agricultura, la importancia y la dependencia de la comprensión de los ritmos y ciclos de las estaciones crecieron, y la falta de fiabilidad de las fases lunares se volvió problemática. Un humano primitivo acostumbrado a las fases de la luna las usaría como regla general, y la posibilidad de que el clima interfiriera en la lectura del ciclo degradaba aún más la fiabilidad. [32] [34] La duración de una luna es en promedio menor que nuestro mes actual, por lo que no actúa como una alternativa confiable, por lo que a medida que pasan los años, el margen de error entre ellas aumentaría hasta que algún otro indicador diera una indicación. [34]
Los calendarios del Antiguo Egipto estuvieron entre los primeros calendarios que se crearon, y el calendario civil incluso perduró durante un largo período después, sobreviviendo incluso después del colapso de su cultura y durante la era cristiana primitiva. Algunos han asumido que fue inventado cerca del 4231 a. C., pero la datación precisa y exacta es difícil en su época y la invención se ha atribuido al 3200 a. C., cuando el primer rey histórico de Egipto, Menes , unió el Alto y el Bajo Egipto . [34] Originalmente se basaba en ciclos y fases de la luna, sin embargo, los egipcios más tarde se dieron cuenta de que el calendario tenía fallas al notar que la estrella Sirio salía antes del amanecer cada 365 días, un año como lo conocemos ahora, y fue rehecho para constar de doce meses de treinta días, con cinco días epagoménicos. [35] [36] El primero se conoce como el calendario lunar de los antiguos egipcios y el segundo como el calendario civil.
Los calendarios tempranos a menudo contienen un elemento de las tradiciones y valores de sus respectivas culturas, por ejemplo, el mes intercalar de cinco días del calendario civil del Antiguo Egipto que representa los cumpleaños de los dioses Horus , Isis , Set , Osiris y Neftis . [34] [36] El uso maya de una fecha cero, así como la conexión del Tzolkʼin con sus trece capas del cielo (el producto de este y todos los dígitos humanos, veinte, lo que da como resultado el año de 260 días) y el período de tiempo entre la concepción y el nacimiento en el embarazo. [37]
Existen numerosos museos de relojería y varias bibliotecas especializadas dedicadas al tema. Un ejemplo es el Observatorio Real de Greenwich , que también es la fuente del Meridiano de Greenwich y el hogar de los primeros cronometradores marinos lo suficientemente precisos para determinar la longitud (fabricados por John Harrison ). Otros museos de relojería en el área de Londres incluyen el Museo de los Relojeros , que reabrió sus puertas en el Museo de la Ciencia en octubre de 2015, las colecciones de relojería del Museo Británico , el Museo de la Ciencia (Londres) y la Colección Wallace . La Biblioteca Guildhall de Londres contiene una extensa colección pública sobre relojería. En Upton, también en el Reino Unido, en la sede del Instituto Británico de Relojería , se encuentra el Museo del Cronometraje. Un museo más especializado en relojería en el Reino Unido es el Museo Cuckooland en Cheshire , que alberga la colección más grande del mundo de relojes de cuco antiguos .
Uno de los museos más completos dedicados a la relojería es el Musée international d'horlogerie , en La Chaux-de-Fonds , Suiza, que contiene una biblioteca pública de relojería. El Musée d'Horlogerie du Locle es más pequeño, pero se encuentra cerca. Otras buenas bibliotecas de relojería que ofrecen acceso público se encuentran en el Musée international d'horlogerie en Suiza, en La Chaux-de-Fonds y en Le Locle .
En Francia, Besançon alberga el Musée du Temps (Museo del Tiempo) en el histórico Palais Grenvelle. En Serpa y Évora , en Portugal , está el Museu do Relógio. En Alemania, en Furtwangen im Schwarzwald , en la Selva Negra , está el Deutsches Uhrenmuseum , que alberga una biblioteca pública de relojería.
Los dos principales museos especializados en relojería de Norteamérica son el National Watch and Clock Museum de Columbia (Pensilvania ) y el American Clock and Watch Museum de Bristol (Connecticut) . Otro museo dedicado a los relojes es el Willard House and Clock Museum de Grafton (Massachusetts) . Una de las bibliotecas de relojería más completas abiertas al público es la National Watch and Clock Library de Columbia (Pensilvania) .
Entre las organizaciones académicas de relojería más destacadas se incluyen:
