.svg/1280px-Sidereal_day_(prograde).svg.png)
El tiempo solar es un cálculo del paso del tiempo basado en la posición del Sol en el cielo . La unidad fundamental del tiempo solar es el día , basado en el período de rotación sinódica . Tradicionalmente, existen tres tipos de cómputo del tiempo basados en observaciones astronómicas: el tiempo solar aparente y el tiempo solar medio (discutidos en este artículo), y el tiempo sideral , que se basa en los movimientos aparentes de estrellas distintas del Sol. [1]
Un poste alto fijado verticalmente en el suelo proyecta una sombra en cualquier día soleado. En un momento dado durante el día, la sombra apuntará exactamente al norte o al sur (o desaparecerá cuando y si el Sol se mueve directamente sobre la cabeza). Ese instante se llama mediodía aparente local o 12:00 hora aparente local. Unas 24 horas después, la sombra apuntará de nuevo de norte a sur, y el Sol parecerá haber cubierto un arco de 360 grados alrededor del eje de la Tierra. Cuando el Sol haya cubierto exactamente 15 grados (1/24 de un círculo, midiéndose ambos ángulos en un plano perpendicular al eje de la Tierra), la hora aparente local será exactamente las 13:00; después de 15 grados más, será exactamente las 14:00.
El problema es que en septiembre el Sol tarda menos tiempo (medido por un reloj preciso) en hacer una revolución aparente que en diciembre; 24 "horas" de tiempo solar pueden ser 21 segundos menos o 29 segundos más que 24 horas de tiempo de reloj. Este cambio se cuantifica mediante la ecuación del tiempo y se debe a la excentricidad de la órbita de la Tierra (es decir, la órbita de la Tierra no es perfectamente circular, lo que significa que la distancia Tierra-Sol varía a lo largo del año) y al hecho de que el eje de la Tierra no es perpendicular al plano de su órbita (la llamada oblicuidad de la eclíptica ).
El efecto de esto es que un reloj que funciona a una velocidad constante (por ejemplo, completando el mismo número de oscilaciones del péndulo en cada hora) no puede seguir al Sol real; en cambio, sigue un " Sol medio " imaginario que se mueve a lo largo del ecuador celeste a una velocidad constante que coincide con la velocidad promedio del Sol real a lo largo del año. [2] Este es el "tiempo solar medio", que todavía no es perfectamente constante de un siglo al siguiente, pero es lo suficientemente cercano para la mayoría de los propósitos. A partir de 2008 [actualizar], un día solar medio es de aproximadamente 86.400,002 segundos SI , es decir, aproximadamente 24,0000006 horas. [3]
El sol aparente es el sol verdadero tal como lo ve un observador en la Tierra. [4] El tiempo solar aparente o tiempo solar verdadero [a] se basa en el movimiento aparente del Sol real . Se basa en el día solar aparente , el intervalo entre dos retornos sucesivos del Sol al meridiano local . [5] [6] El tiempo solar aparente se puede medir de forma aproximada con un reloj de sol . [b]
La duración de un día solar varía a lo largo del año, y el efecto acumulado produce desviaciones estacionales de hasta 16 minutos con respecto a la media. El efecto tiene dos causas principales. En primer lugar, debido a la excentricidad de la órbita de la Tierra , la Tierra se mueve más rápido cuando está más cerca del Sol ( perihelio ) y más lento cuando está más lejos del Sol ( afelio ) (ver las leyes de Kepler del movimiento planetario ). En segundo lugar, debido a la inclinación axial de la Tierra (conocida como la oblicuidad de la eclíptica ), el movimiento anual del Sol se realiza a lo largo de un gran círculo (la eclíptica ) que está inclinado respecto al ecuador celeste de la Tierra . Cuando el Sol cruza el ecuador en ambos equinoccios , el desplazamiento diario del Sol (en relación con las estrellas de fondo) forma un ángulo con el ecuador, por lo que la proyección de este desplazamiento sobre el ecuador es menor que su promedio para el año; Cuando el Sol está más alejado del ecuador en ambos solsticios , el cambio de posición del Sol de un día al siguiente es paralelo al ecuador, por lo que la proyección sobre el ecuador de este cambio es mayor que la media del año (véase año tropical ). En junio y diciembre, cuando el Sol está más alejado del ecuador celeste, un cambio dado a lo largo de la eclíptica corresponde a un gran cambio en el ecuador. Por lo tanto, los días solares aparentes son más cortos en marzo y septiembre que en junio o diciembre.
Estas longitudes cambiarán ligeramente en unos pocos años y significativamente en miles de años.
El tiempo solar medio es el ángulo horario del Sol medio más 12 horas. Este desfase de 12 horas proviene de la decisión de hacer que cada día comience a medianoche para fines civiles, mientras que el ángulo horario o el Sol medio se mide desde el meridiano local. [10] A partir de 2009 [actualizar], esto se realiza con la escala de tiempo UT1 , construida matemáticamente a partir de observaciones de interferometría de línea de base muy larga de los movimientos diurnos de fuentes de radio ubicadas en otras galaxias y otras observaciones. [11] : 68, 326 [12] La duración de la luz del día varía durante el año, pero la longitud de un día solar medio es casi constante, a diferencia de la de un día solar aparente. [13] Un día solar aparente puede ser 20 segundos más corto o 30 segundos más largo que un día solar medio. [9] [14] Los días largos o cortos se suceden uno tras otro, de modo que la diferencia aumenta hasta que el tiempo medio se adelanta al tiempo aparente en unos 14 minutos cerca del 6 de febrero, y se retrasa en unos 16 minutos cerca del 3 de noviembre. La ecuación del tiempo es esta diferencia, que es cíclica y no se acumula de año en año.
El tiempo medio sigue al sol medio. Jean Meeus describe el sol medio de la siguiente manera:
Consideremos un primer Sol ficticio que viaja a lo largo de la eclíptica con una velocidad constante y que coincide con el Sol verdadero en el perigeo y el apogeo (cuando la Tierra está en perihelio y afelio, respectivamente). Luego consideremos un segundo Sol ficticio que viaja a lo largo del ecuador celeste a una velocidad constante y que coincide con el primer Sol ficticio en los equinoccios. Este segundo Sol ficticio es el Sol medio . [15]
La duración del día solar medio aumenta lentamente debido a la aceleración de las mareas de la Luna por la Tierra y la correspondiente desaceleración de la rotación de la Tierra por la Luna.
El sol siempre ha sido visible en el cielo y su posición constituye la base del tiempo solar aparente, el método de medición del tiempo utilizado en la antigüedad. Un obelisco egipcio construido alrededor del 3500 a. C., [16] un gnomon en China que data del 2300 a. C., [17] y un reloj solar egipcio que data del 1500 a. C. [18] son algunos de los primeros métodos para medir la posición del sol.
Los astrónomos babilónicos sabían que las horas de luz del día variaban a lo largo del año. Una tablilla del 649 a. C. muestra que utilizaban una proporción de 2:1 para el día más largo y el día más corto, y estimaban la variación utilizando una función lineal en zigzag. [19] No está claro si conocían la variación en la duración del día solar y la ecuación de tiempo correspondiente . Ptolomeo distingue claramente el día solar medio y el día solar aparente en su Almagesto (siglo II), y tabuló la ecuación de tiempo en sus Tablas prácticas . [20]
El tiempo solar aparente perdió utilidad a medida que el comercio aumentó y los relojes mecánicos mejoraron. El tiempo solar medio se introdujo en los almanaques de Inglaterra en 1834 y en Francia en 1835. Debido a que el sol era difícil de observar directamente debido a su gran tamaño en el cielo, el tiempo solar medio se determinó como una relación fija del tiempo observado por las estrellas, que utilizaba observaciones puntuales. Un estándar específico para medir el "tiempo solar medio" a partir de la medianoche pasó a llamarse Tiempo Universal. [11] : 9–11
En teoría, el Tiempo Universal es la rotación de la Tierra con respecto al Sol y, por lo tanto, es el tiempo solar medio. Sin embargo, el UT1, la versión de uso común desde 1955, utiliza una definición ligeramente diferente de rotación que corrige el movimiento de los polos de la Tierra a medida que gira. La diferencia entre este tiempo solar medio corregido y el Tiempo Universal Coordinado (UTC) determina si se necesita un segundo intercalar . (Desde 1972, la escala de tiempo UTC se ha basado en segundos del SI , y el segundo del SI, cuando se adoptó, ya era un poco más corto que el valor actual del segundo del tiempo solar medio. [21] [11] : 227–231 )
Lo que nosotros llamamos tiempo aparente , los franceses lo llaman tiempo verdadero.
temps vrai [tiempo real]
el ángulo horario solar o tiempo solar verdadero (TST)