Cómo y para qué medimos el tiempo.

Si el universo fuera inmóvil el tiempo físico no tendría sentido, éste sólo existe cuando hay alguna variación porque el tiempo es la medida del cambio. Para poder disponer de una unidad o patrón de tiempo es necesario poder registrar un fenómeno periódico que se presente a intervalos regulares.  

La unidad primitiva del tiempo fue el día, para los primeros habitantes de la tierra el tiempo comenzaba de nuevo con cada amanecer.

Para los efectos prácticos el día solar es suficientemente uniforme. Se llama día solar al tiempo empleado por un punto de la Tierra para volver a ver el Sol en el mismo lugar del cielo. Aunque el día solar depende de la rotación de la Tierra sobre su eje que es muy uniforme, es más variable que esta porque la velocidad de nuestro planeta alrededor del Sol es bastante irregular. Para el uso diario se emplea un promedio denominado “día solar medio”.

Los astrónomos utilizan el llamado “día sideral”, basado en la reaparición de una estrella por un mismo meridiano. Este día coincide con la rotación de la tierra porque las estrellas se encuentran a distancias que podríamos denominar infinitas. En cambio, el día solar dura unos 4 minutos más que el sideral, porque mientras la tierra da una vuelta sobre sí misma recorre unos dos millones y medio de kilómetros a lo largo de su órbita y luego debe rotar casi un grado suplementario para volver a enfocar el sol.

Los cielos más claros eran los de los desiertos, tierras de pastores nómadas. Los primeros astrónomos observaron ante todo la periodicidad de la Luna y los primeros años fueron lunares, es decir, de unos 13 meses de aproximadamente 27 días y medio cada uno.

Pero el año lunar no convenía a los agricultores. Un error de más de una semana por año se convertía, al cabo de doce años, en más de un trimestre. Entonces el calendario anunciaba la llegada de la primavera cuando apenas comenzaba el invierno.

El hombre necesita subdividir el día, su unidad de tiempo. Ilustres historiadores nos han revelado las discusiones interminables en los pleitos, acerca de sí había vencido el plazo para la presentación de un litigante. Se utilizaron clepsidras (relojes de agua, relojes de arena) para medir el tiempo. Uno de los instrumentos más sencillos y fieles son los relojes de Sol, compuestos de una aguja oblicua que durante el día proyecta su sombra sobre un cuadrante convenientemente dividido.

Pero su dificultad, aparte de su inutilidad nocturna y en los días nublados, nace de su exceso de precisión. En este sentido, el reloj de sol marca la hora solar verdadera y no se ajusta al día solar medio, que es nuestra unidad práctica.

La historia muestra que la rotación de la Tierra se frena casi imperceptiblemente. Ahora esta diferencia secular se mide gracias a los cristales piezoeléctricos, como los de cuarzo. Un cristal es “piezoeléctrico” cuando al comprimirlo genera una carga eléctrica. Si se intercala este cristal a un circuito electrónico oscilante, el cuarzo tiende a vibrar según su propia frecuencia. 

Si se sincroniza bien el cristal con el oscilador se obtiene un oscilador con una frecuencia determinada y de gran precisión. El conjunto constituye el reloj de cuarzo. Los relojes atómicos más perfectos alcanzan una exactitud superior de 1/500 de segundo por siglo, lo que significa un error máximo de un segundo desde la época del hombre Neandertal.