Astro Noticias: 2008: Otra vuelta al Sol

¡Sí, es Año Nuevo! Pero ¿qué significa exactamente?

¿El año es el tiempo que tarda la Tierra en orbitar al Sol? Bueno, no exactamente. Depende de cómo se defina "año" y cómo se mida.

Primero, ignoraré algunas cosas, como por ejemplo los husos horarios y asumamos que pasamos todo un año en el mismo lugar del planeta. Lo que no dejaremos pasar, por supuesto, es la rotación de la Tierra.

Miremos al planeta desde la distancia. Desde nuestro imaginario punto de vista en el espacio, miramos hacia abajo y vemos la Tierra y el Sol. La Tierra se mueve, orbitando a la estrella. Pero ¿cómo medimos esa rotación? Para algo que se mueve, debe hacerlo en relación a algo más. Para eso podemos usar las estrellas. Marcamos la posición de los dos objetos usando las estrellas y esperamos. Un tiempo después, la Tierra se movió en un gran círculo y llegó a donde comenzó en referencia a esas estrellas. A eso se llama "año sidereo" (sidus significa estrella en latín). ¿Y cuánto tarda eso? Unos 31.558.149 segundos, o Pi por 10 millones (como a algunos les gusta decir ya que es fácil de recordar y bastante aproximado).

¿Y cuántos días son esos? Ah, ah. Allí hay una segunda complicación.

Un "día" es cuánto tarda la Tierra en rotar, así que volvemos al problema de la medición. Pero si usamos antes las estrellas, usémoslas aquí también! Nos paramos en la Tierra y definimos el día como el tiempo que tarda una estrella en estar sobre nuestras cabezas hasta dar toda la vuelta al mismo lugar: el día sidéreo. Eso tarda 23 horas, 56 minutos, 4 segundos=86.164 segundos. Pero...¿el día no tiene 24 horas?

Eso es porque las 24 horas del día están basadas en el movimiento del Sol en el cielo y no en las estrellas. Durante el curso de esas casi 24 horas, la Tierra orbitó al Sol además de rotar y se movió cerca de un grado. Si se mide el tiempo que tarda el Sol en moverse en el cielo - un día solar- eso tarda 24 horas o bien 86.400 segundos. Es mayor que el día sidéreo porque la Tierra se movió alrededor del Sol durante ese día y le toma algunos minutos extras más alcanzar al Sol en la misma posición del cielo.

Esos 3m 56s son la diferencia entre el día solar y el día sidéreo.

Tenemos pues un año de 31.558.149 segundos. Si lo dividimos por 86.164 que es lo que dura el día sidéreo tenemos un año de 366,256 días. Hmmmm..Pero ¿ no tiene 365 días el año? Es que son 366,256 días sidéreos. En días solares, se divide por 86.400 y se obtienen los 365,256 días. Uff! Ahora sí obtuvimos la cifra correcta!

¡Es que ambas son correctas! Sólo que depende en qué unidad se use. Es como decir que algo mide 1 pulgada y también 2,54 centímetros. Ambas son correctas.

Pero... Sin embargo, esto no es todo. En principio, lo anterior se obtiene usando un día solar promedio. Es que el Sol no es una fuente puntual, es un disco, por lo que se debe medir un día solar usando el centro de la estrella, corregir por las diferencias del movimiento terrestre mientras orbita el Sol (porque no es un círculo, sino una elipse como supo distinguir el amigo Kepler), etc. Al final, el día solar es un promedio porque la verdadera medición cambia todos los...días!

Volvamos al año: ese año que medimos era el año sidéreo. Pero no es la única forma de medirlo.

La Tierra tiene un movimiento extra: además de orbitar al Sol y de rotar sobre su eje, tiene un movimiento de precesión. Significa que al rotar, se "bambolea" como un trompo al detenerse. La dirección de los puntos de eje del planeta, por tanto, cambian con el tiempo. Este movimiento dibuja un gran círculo que toma más de 20.000 años en completarse. Ahora, los puntos de eje del planeta están cerca de la estrella Polar, pero en algunos cientos de años esto cambiará.

Gracias a este movimiento de precesión tenemos estaciones. Al "bambolearse", el año trópico (de estación a estación) es un poco más corto que el año sidéreo: 21 minutos aproximadamente. Si tenemos esto en cuenta, las estaciones comienzan 21 minutos antes cada año. Finalmente, tendremos invierno en enero y verano en julio!!

Muy bien. Nuestro año estándar (el año Gregoriano) es el año trópico de 365,24 días solares promedio, cada uno de los cuales dura 86.400 segundos.

Otras medidas son el Año Anomalístico: el intervalo de tiempo entre dos pasajes de la Tierra por su perihelio. Dado que el eje mayor de la órbita terrestres se desplaza lentamente en el plano de movimiento,debido a las perturbaciones que causan los grandes planetas el año anomalístico tiene una duración diferente al año sidéreo (en particular, resulta más largo).

El año galáctico:tiempo transcurrido en una órbita del Sol en torno al centro de la Vía Láctea (unos 220 millones de años).

Otras definiciones de año están basadas en la Luna, como el año de los eclipses o el período de los Saros.

Y por supuesto, el tiempo también se usa en otras unidades, como el Tiempo Civil, el Tiempo de Efemérides y el Tiempo Universal Coordinado.

Lo que me continúa resultado deslumbrante es tomar conciencia de este permanente viaje cósmico que realizamos año tras año, acercándonos y alejándonos del Sol, rotando y bamboleándonos por el espacio interestelar e intentando desentrañar los misterios del Universo.

¡Feliz 2008!

Artículo basado en la nota Bad Astronomy:Repost: Happy New Year! de Phil Plait

Wikipedia:Tiempo Solar Medio