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GUÍA ASTRONÓMICA: 4. TIEMPO Y CALENDARIOS
Por Juan Carlos Vallejo Velásquez Dirección: Prof. Gonzalo Duque-Escobar
Trabajo de la Maestría en la Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales
Manizales, Enero de 2014
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MANIZALES
EL TIEMPO
Newton concibió El Tiempo como algo absoluto y que fluye por sí solo con regularidad; Einstein con la Teoría Especial de la Relatividad, establece que las medidas del tiempo, dependen del estado de movimiento del observador y constituye la cuarta dimensión espacio – temporal, además teoriza, que en campos de gravitación intensa, donde la deformación es prolongada, el tiempo fluye más lentamente. La percepción del tiempo como Presente – Pasado o Futuro es subjetiva, ya que los acontecimientos se yuxtaponen en el pensamiento y la práctica del individuo, apareciendo el Presente como un resultado continuo de los acontecimientos del Pasado y como la oportunidad de Futuro.
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GUÍA ASTRONÓMICA: 4. TIEMPO Y CALENDARIOS
EL TIEMPO
TIEMPO Y CALENDARIOS
La percepción que tenemos del tiempo físico, es que fluye segundo a segundo hacia adelante, lo cual debemos relacionar con el orden de los acontecimientos, que a mayores escalas como las astronómicas, es un indicador de relativismo. Si tomamos como referencia un sistema estelar doble en etapa de supernova, puede ocurrir, que si explotan y están equidistantes con relación a un observador, la luz llegue al mismo tiempo; o bien, que estén a distancias diferentes y primero llegue la luz de la más cercana. Pero en este último caso, puede suceder, que la más lejana explote primero y lleguen al observador los rayos de luz de manera simultánea, con lo cual el orden aparente estaría errado.
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LAS FLECHAS DEL TIEMPO
TIEMPO Y CALENDARIOS
Fueron nombradas por primera vez en 1927 por el astrofísico británico Arthur S. Eddington, refiriéndose a la dirección en que discurre el tiempo sin interrupción, desde el pasado hacia el futuro. Si dibujamos una flecha arbitrariamente y al seguirla encontramos que los elementos distribuidos al azar iban en aumento, entonces la flecha apunta hacia el futuro, si por el contrario disminuían, apuntaría hacia el pasado. Stephen Hawking habla de tres flechas del tiempo que transcurren desde el Pasado, hacia el Futuro y el hecho de que todas apunten en las misma dirección, es la condición de que podamos estar aquí y ahora, indagando acerca del universo.
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LAS FLECHAS DEL TIEMPO
TIEMPO Y CALENDARIOS
LA FLECHA TERMODINÁMICA: Se basa en el concepto de Entropía, que es básicamente una medida de desorden. El universo tiende a este estado y sucede, porque para mantener un estado ordenado se requiere gastar energía. El big bang por ejemplo, fue un estado que se dio a partir de una baja entropía y ha seguido a partir de la expansión, una tendencia al desorden.
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LAS FLECHAS DEL TIEMPO
TIEMPO Y CALENDARIOS
LA FLECHA PSICOLÓGICA: reside en nuestra mente y nos hace comprender la sucesión de los hechos que vivimos; por ella sentimos el paso del tiempo y la que hace que recordemos el pasado y no el futuro. La acumulación de recuerdos, forma la flecha del tiempo mental.
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LAS FLECHAS DEL TIEMPO
TIEMPO Y CALENDARIOS
LA FLECHA COSMOLÓGICA: nos señala que nos encontramos en la dirección en la que se expande el universo y no en la fase de contracción. El universo se expande hasta llegar a un momento en que todas las estrellas consuman su combustible y el nivel de Entropía será completo.
Las flechas Termodinámica y Psicológica coinciden y la Cosmológica debe apuntar en esa misma dirección, mientras el universo se expande, de lo contrario no existiríamos.
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UNA REFERENCIA DEL TIEMPO EN EL CIELO
TIEMPO Y CALENDARIOS
EL TIEMPO VERDADERO: Se mide con un reloj de Sol, es el que rige la vida civil y las flechas en las escalas de tiempo se miden basándose en su movimiento aparente, en los días solares.
EL TIEMPO MEDIO: Se mide en un reloj con cronómetro respecto de un Sol hipotético.
Si comparamos la duración temporal entre los días solar y el sidéreo, el primero dura 3´ 56,555´´ más que el segundo; acumulando estos valores, tenemos el año bisiesto, con lo cual empalmamos el año tropical. Guía astronómica Gonzalo Duque
UNA REFERENCIA DEL TIEMPO EN EL CIELO
TIEMPO Y CALENDARIOS
EL TIEMPO SIDERAL: La referencia de su medición es el punto Vernal. Un día sideral equivale a 365,2422/366,2422 días solares medios, sin tener en cuenta las irregularidades derivadas de la rotación terrestre y el movimiento del polo.
EL TIEMPO TROPICAL: Se toma con relación a las estrellas, y tiene un valor de 366,2422 días solares medios.
EL AÑO TROPICAL: es una vuelta de la Tierra alrededor del Sol, hasta posicionarse nuevamente en una misma estrella de fondo, que se ha tomado como referente. Su duración es casi igual al año sidéreo, lo cual se debe al movimiento de Precesión del Punto Vernal, el cual modifica su posición con respecto a las estrellas de fondo en 50,26´´ por año.
EL AÑO SIDÉREO: Es el período que le toma al Sol para ubicarse en la misma posición de su órbita aparente, con relación a una estrella fija y equivale a 365,2564 días solares medios.
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UNA REFERENCIA DEL TIEMPO EN EL CIELO
TIEMPO Y CALENDARIOS
EL TIEMPO SOLAR MEDIO: Su medición se hace por el ángulo horario del Sol medio, su duración es constante. En la ecuación de tiempo tenemos: S – S0 = m + (3´56´´) m/24. Siendo S el tiempo sidéreo, S0 el tiempo sidéreo a medio día y m el tiempo solar medio nominado en horas. Estas diferencias a través del año, se publican en las Efemérides para cada año calendario astronómico.
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UNA REFERENCIA DEL TIEMPO EN EL CIELO
TIEMPO Y CALENDARIOS
EL TIEMPO UNIVERSAL (TU): es el tiempo referenciado con el Meridiano de Greenwich. El tiempo de Greenwich (GMT) tiene 12 horas menos que el TU, por consiguiente: TU – GMT = 12horas. Otros sistemas de tiempo son el de Efemérides (TE) y el Dinámico (TD).
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ECUACIÓN DEL TIEMPO
TIEMPO Y CALENDARIOS
W = m – v. Utilizando esta expresión, podemos saber en cada día, cuantos minutos se atrasa o adelanta el Sol, en su paso por el meridiano del observador, con relación al reloj; m es el tiempo del reloj que se use para el efecto y v el tiempo verdadero en el que pasa el Sol, medido con la sombra proyectada en un reloj de Sol. La diferencia es mayor a comienzos de Noviembre, cuando el tiempo solar medio va más de 16´ por detrás del tiempo solar aparente, y a mediados de Febrero, cuando el tiempo solar medio, va más de 14´por delante del tiempo solar aparente. Estos dos tiempos son iguales en cuatro días del año: el 15 de Abril; el 14 de Junio, el 1° de Septiembre y el 25 de Diciembre.
Guía astronómica Gonzalo Duque
CALENDARIOS
TIEMPO Y CALENDARIOS
Antes de Galileo el tiempo se manejaba de acuerdo con lo observable (Función Discreta); entre una y otra puesta del Sol se tenía el día; cada fase de la Luna se asimilaba a una semana; entre una Luna Nueva y la siguiente, el período era de un mes y entre una Primavera y otra o entre dos posiciones similares del Sol y una constelación, se contabilizaba el año. Después de Galileo, el tiempo se comprende como una Función Continua entre la velocidad y la aceleración, cuyas magnitudes en el desplazamiento de los objetos, llevan a concluir el paso del tiempo. Con el movimiento aparente de los astros, el hombre de la primera época, programó los ciclos de caza, pesca y recolección de los cultivos, así como los espacios de actividad y descanso en las poblaciones.
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CALENDARIOS
TIEMPO Y CALENDARIOS
CALENDARIO SOLAR: Toma como base, el movimiento en el año de La Tierra, alrededor del Sol.
CALENDARIO LUNAR: Se basa en el ciclo de las fases lunares, donde 12 meses sinódicos, conforman un año lunar.
Guía astronómica Gonzalo Duque
CALENDARIOS
TIEMPO Y CALENDARIOS
CALENDARIO JULIANO: Inició en el año -46 con el Emperador de Roma, Julio César; comprendía 365 días cada año, al que se añadía un día cada 4 años, lo cual equivalía a una duración anual media de 365,35 días; un poco más que la duración del año tropical y por ello, este calendario en su transcurrir se desajustaba con las estaciones.
CALENDARIO GREGORIANO: Lo implementa el Papa Gregorio XIII en 1582; el cual modifica la forma de fijar los años bisiestos (366 días) a todos aquellos años cuyas dos últimas cifras fuesen exactamente divisibles por 4, pero conservando como años comunes de 365 días, aquellos que siendo un número entero de centenas, no fuesen divisibles por 400; ejem: 1700, 1800, 1900... Si el año es múltiplo de 400 es bisiesto; ejem: 1600, 2000, 2400…
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CALENDARIOS RESUMEN
TIEMPO Y CALENDARIOS
Guía astronómica Gonzalo Duque
PERÍODO ENTRE DOS CONFIGURACIONES HOMÓNIMAS
TIEMPO Y CALENDARIOS
Guía astronómica Gonzalo Duque
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CICLOS
TIEMPO Y CALENDARIOS
Ciclo de Saros: recibe este nombre, el período de 6585 1/3 días (18 años, 11 1/3 días); después de cuyo transcurso la Luna vuelve a ocupar la misma posición respecto del Sol, la Tierra y la línea de los Nodos, de tal manera que los eclipses de Sol y de Luna vuelven a repetirse con la misma regularidad. Este fue utilizado por las antiguas culturas para predecir los eclipses.
Ciclo solar: Es el período de tiempo de 28 años, en el que los días de la semana vuelven a coincidir en el mismo día del mes del calendario juliano.
Ciclo metónico: Es el intervalo de tiempo de 6140 días, iguales a 19 años solares, que son aproximadamente 235 meses lunares sinódicos (125 meses de 30 días, 110 de 29 días). Este ciclo reconocido por Metón el año 32 a.C.; es fundamento del calendario luni -solar griego. Se conoce como ciclo lunar.
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LOS MOVIMIENTOS DE LA TIERRA
TIEMPO Y CALENDARIOS
ROTACIÓN: Es un giro o vuelta de La Tierra sobre su propio eje, en dirección W → E y cuya duración es de 23 h 56 m 4 s. Es el que ocasiona la sucesión del día y la noche.
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LOS MOVIMIENTOS DE LA TIERRA
TIEMPO Y CALENDARIOS
TRASLACIÓN: Lo describe la Tierra en su órbita alrededor del Sol en 356 d 5 h 48 m y 46s . En este movimiento nuestro planeta barre una longitud de 936 millones de Km con una velocidad de 29,8 k/s. Por su órbita elíptica ocupa dos posiciones especiales con relación al Sol, El Afelio a principios de julio, donde la distancia es 152 millones de Km y El perihelio en Enero a 147 millones de Km.
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LOS MOVIMIENTOS DE LA TIERRA
TIEMPO Y CALENDARIOS
PRECESIÓN DE LOS EQUINOCCIOS: Es el movimiento realizado por el eje de rotación de la tierra, parecido a un cono circular, con una duración de 25.800 años. La inclinación que presenta el eje de rotación terrestre de 23°27‘ ocasiona la sucesión de las estaciones en el año, de manera alternada en los dos hemisferios: Invierno – Verano; Primavera - Otoño; Verano – Invierno y Otoño – Primavera.
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LOS MOVIMIENTOS DE LA TIERRA
TIEMPO Y CALENDARIOS
PRECESIÓN DE LOS EQUINOCCIOS: Es el resultado del efecto de la atracción gravitatoria combinada del Sol y la Luna sobre el abultamiento ecuatorial de La Tierra, que busca colocar el eje terrestre inclinado en una posición perpendicular con relación a la eclíptica. Como consecuencia de este movimiento, el punto Vernal (Primavera) se adelanta 50,26 segundos de arco cada año. Su duración es de 25800 años y como consecuencia la estrella polar cambia de posición en este lapso; antes era Thuban en la Constelación del Dragón y para esta nueva era es Polaris en la Osa Menor. Guía astronómica Gonzalo Duque
LOS MOVIMIENTOS DE LA TIERRA
TIEMPO Y CALENDARIOS
GALÁCTICO: Es el movimiento que hace la Tierra con el sistema solar en su conjunto alrededor de La Vía Láctea, en un período de 230 millones de años y a una velocidad de 220 Km/s.
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LOS MOVIMIENTOS DE LA LUNA
TIEMPO Y CALENDARIOS
La Luna circunda la Tierra de W a E, en un movimiento que permite caracterizar dos períodos de revolución: El sidéreo que toma como referencia una estrella y tiene una duración de 27 d 7 h 43 m y 11,47 s, y El sinódico, tomado con referencia al Sol en 12 h 44 m 2,78 s. La rotación de la Luna sobre su eje tiene una duración igual al mes sidéreo (Movimiento de traslación), ello como resultado de las fuerzas de marea, producto de la influencia gravitatoria de La Tierra y El Sol y en consecuencia, atrapada mostrando siempre la misma cara. Desde la Tierra se ve un poco más de un hemisferio lunar (59% de su superficie), debido a unos balanceos aparentes llamados libraciones. La Luna desarrolla otros movimientos, como el Retrógrado de los Nodos, en un tiempo de 18,6 años, y aquel que afecta la línea de los ápsides. El retrógrado origina la llamada revolución anomalística.
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• DUQUE ESCOBAR, GONZALO. Guía Astronómica. Guía 4. Tiempo y calendarios. Universidad Nacional de Colombia. Manizales, 1992.
BIBLIOGRAFÍA