El Tiempo Universal ( UT o UT1 ) es un estándar de tiempo basado en la rotación de la Tierra . [1] Si bien originalmente era el tiempo solar medio a 0° de longitud, las mediciones precisas del Sol son difíciles. Por lo tanto, UT1 se calcula a partir de una medida del ángulo de la Tierra con respecto al Marco de Referencia Celeste Internacional (ICRF), llamado Ángulo de Rotación de la Tierra (ERA, que sirve como reemplazo del Tiempo Sideral Medio de Greenwich ). UT1 es el mismo en todas partes de la Tierra. UT1 es necesario para seguir la relación
donde T u = ( fecha juliana UT1 − 2451545.0). [2]
Antes de la introducción del horario estándar , cada municipio en todo el mundo que utilizaba relojes fijaba su reloj oficial, si lo tenía, de acuerdo con la posición local del Sol (véase hora solar ). Esto sirvió adecuadamente hasta la introducción del transporte ferroviario en Gran Bretaña , que hizo posible viajar lo suficientemente rápido a lo largo de largas distancias como para requerir un reajuste continuo de los relojes a medida que un tren avanzaba en su recorrido diario por varias ciudades. A partir de 1847, Gran Bretaña estableció el horario medio de Greenwich , la hora solar media en el meridiano de Greenwich, Inglaterra , para resolver este problema: todos los relojes en Gran Bretaña se fijaron a esta hora independientemente del mediodía solar local. [a] Utilizando telescopios, el GMT se calibró con la hora solar media en el Observatorio Real de Greenwich en el Reino Unido. Se utilizaron cronómetros o telegrafía para sincronizar estos relojes. [4]
A medida que el comercio internacional aumentó, surgió la necesidad de un estándar internacional de medición del tiempo. Varios autores propusieron un tiempo "universal" o "cósmico" (véase Huso horario § Husos horarios mundiales ). El desarrollo del Tiempo Universal comenzó en la Conferencia Internacional del Meridiano . Al final de esta conferencia, el 22 de octubre de 1884, [b] se anunció que la referencia base recomendada para el tiempo mundial, el "día universal", sería la hora solar media local en el Observatorio Real de Greenwich , contada a partir de las 0 horas de la medianoche media de Greenwich. [5] Esto coincidía con la hora media de Greenwich civil utilizada en la isla de Gran Bretaña desde 1847. En contraste, el GMT astronómico comenzaba al mediodía medio, es decir, el día astronómico X comenzaba al mediodía del día civil X. El propósito de esto era mantener las observaciones de una noche bajo una fecha. El sistema civil fue adoptado a partir de las 0 horas (civil) del 1 de enero de 1925. El GMT náutico comenzó 24 horas antes que el GMT astronómico, al menos hasta 1805 en la Marina Real , pero persistió mucho más tarde en otros lugares porque se mencionó en la conferencia de 1884. Se eligió Greenwich porque en 1884 dos tercios de todas las cartas y mapas náuticos ya lo usaban como su meridiano principal . [6]
Durante el período comprendido entre 1848 y 1972, todos los países principales adoptaron zonas horarias basadas en el meridiano de Greenwich . [7]
En 1928, la Unión Astronómica Internacional introdujo el término Tiempo Universal ( TU ) para referirse al GMT, con el día comenzando a la medianoche. [8] El término fue recomendado como un término más preciso que el Tiempo Medio de Greenwich , porque GMT podía referirse tanto a un día astronómico que comenzaba al mediodía como a un día civil que comenzaba a la medianoche. [9] Como el público en general siempre había comenzado el día a la medianoche, la escala de tiempo continuó presentándose como Tiempo Medio de Greenwich. [ cita requerida ]
Cuando se introdujeron, las señales horarias de transmisión se basaban en la UT y, por lo tanto, en la rotación de la Tierra. En 1955, el BIH adoptó una propuesta de William Markowitz, que entró en vigor el 1 de enero de 1956, dividiendo la UT en UT0 (UT tal como se calculaba anteriormente), UT1 (UT0 corregida para el movimiento polar) y UT2 (UT0 corregida para el movimiento polar y la variación estacional). UT1 era la versión suficiente para "muchas aplicaciones astronómicas y geodésicas", mientras que UT2 debía transmitirse por radio al público. [10] [11]
El UT0 y el UT2 pronto se volvieron irrelevantes debido a la introducción del Tiempo Universal Coordinado (UTC). A partir de 1956, el WWV transmitió una señal de reloj atómico escalonada en incrementos de 20 ms para que coincidiera con el UT1. [12] El error de hasta 20 ms del UT1 está en el mismo orden de magnitud que las diferencias entre UT0, UT1 y UT2. En 1960, el Observatorio Naval de los EE. UU., el Observatorio Real de Greenwich y el Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido habían desarrollado el UTC, con un enfoque de escalonamiento similar. La reunión de la URSI de 1960 recomendó que todos los servicios de tiempo siguieran el ejemplo del Reino Unido y los EE. UU. y transmitieran el tiempo coordinado utilizando un desfase de frecuencia del cesio destinado a coincidir con la progresión prevista del UT2 con pasos ocasionales según fuera necesario. [13] A partir del 1 de enero de 1972, se definió que el UTC seguiría al UT1 con una diferencia de 0,9 segundos en lugar del UT2, lo que marcó el declive del UT2. [14]
La hora civil moderna generalmente sigue el UTC. En algunos países, el término Greenwich Mean Time persiste en uso común hasta el día de hoy en referencia a UT1, en el cronometraje civil , así como en los almanaques astronómicos y otras referencias. Siempre que no se requiera un nivel de precisión mejor que un segundo, se puede utilizar UTC como una aproximación de UT1. La diferencia entre UT1 y UTC se conoce como DUT1 . [14]
La tabla muestra las fechas de adopción de zonas horarias basadas en el meridiano de Greenwich, incluidas las zonas de media hora.
Aparte de la hora estándar de Nepal (UTC+05:45), la zona horaria estándar de Chatham (UTC+12:45) utilizada en las islas Chatham de Nueva Zelanda [17] y la zona horaria central occidental no autorizada oficialmente (UTC+8:45) utilizada en Eucla, Australia Occidental y áreas circundantes, todas las zonas horarias en uso están definidas por una diferencia con respecto a UTC que es múltiplo de media hora y, en la mayoría de los casos, múltiplo de una hora. [ cita requerida ]
Históricamente, el Tiempo Universal se calculaba a partir de la observación de la posición del Sol en el cielo. Pero los astrónomos descubrieron que era más preciso medir la rotación de la Tierra observando las estrellas a medida que cruzaban el meridiano cada día. Hoy en día, el UT en relación con el Tiempo Atómico Internacional (TAI) se determina mediante observaciones de interferometría de línea de base muy larga (VLBI) de las posiciones de objetos celestes distantes ( estrellas y cuásares ), un método que puede determinar el UT1 con una precisión de 15 microsegundos o mejor. [18] [19]
La rotación de la Tierra y la Tierra terrestre son monitoreadas por el Servicio Internacional de Sistemas de Referencia y Rotación de la Tierra (IERS). La Unión Astronómica Internacional también participa en el establecimiento de estándares, pero el árbitro final de los estándares de transmisión es la Unión Internacional de Telecomunicaciones o UIT. [20]
La rotación de la Tierra es algo irregular y también se está desacelerando muy gradualmente debido a la aceleración de las mareas . Además, la duración del segundo se determinó a partir de observaciones de la Luna entre 1750 y 1890. Todos estos factores hacen que el día solar medio moderno , en promedio, sea ligeramente más largo que los 86.400 segundos SI nominales, el número tradicional de segundos por día. [f] Como el UT es, por lo tanto, ligeramente irregular en su ritmo, los astrónomos introdujeron el Tiempo de Efemérides , que desde entonces ha sido reemplazado por el Tiempo Terrestre (TT). Debido a que el Tiempo Universal está determinado por la rotación de la Tierra, que se aleja de los estándares de frecuencia atómica más precisos, se necesita un ajuste (llamado segundo intercalar ) a este tiempo atómico ya que (a partir de 2019 [actualizar]) el "tiempo de transmisión" sigue estando ampliamente sincronizado con el tiempo solar. [g] Por lo tanto, el estándar de transmisión civil para tiempo y frecuencia generalmente sigue de cerca el Tiempo Atómico Internacional, pero ocasionalmente se adelanta (o "da un salto") para evitar que se aleje demasiado del tiempo solar medio. [ cita requerida ]
El Tiempo Dinámico Baricéntrico (TDB), una forma de tiempo atómico, se utiliza ahora en la construcción de las efemérides de los planetas y otros objetos del sistema solar, por dos razones principales. [21] En primer lugar, estas efemérides están vinculadas a observaciones ópticas y de radar del movimiento planetario, y la escala de tiempo TDB está ajustada de modo que se sigan las leyes de movimiento de Newton , con correcciones para la relatividad general . A continuación, las escalas de tiempo basadas en la rotación de la Tierra no son uniformes y, por lo tanto, no son adecuadas para predecir el movimiento de los cuerpos en nuestro sistema solar. [ cita requerida ]
UT1 es la forma principal del Tiempo Universal. [1] Sin embargo, también existen otros estándares de tiempo poco utilizados que se conocen como Tiempo Universal y que coinciden en 0,03 segundos con UT1: [22]
Hay otras dos formas de Tiempo Universal que es poco probable que encuentres a menos que investigues en literatura muy técnica. UT1R [...]
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