Curiosidades sobre los astros, propuestas de observaciones sencillas, aspectos cotidianos pero poco conocidos, todo ello con un enfoque didáctico.

miércoles, 20 de enero de 2021

La Tierra se acelera

Es posible que lo hayas oído, porque se ha publicado en muchos medios: Este pasado año 2020 la Tierra se ha puesto a rotar más deprisa.

¡Lo que le faltaba a este año tan especial! Si casi todo había sido diferente por culpa de la pandemia, también en esto el tercer planeta se ha comportado de manera extraña.

Es algo curioso, una de esas cosas que pueden llamar la atención al público y que, como suele ocurrir en ocasiones, partiendo de un dato real se han colado algunos errores de concepto en la redacción de la noticia en casi todos los medios. Vamos, que por querer poner ejemplos que queden llamativos han metido la pata.

Efectivamente, los titulares son correctos, la rotación de la Tierra se ha acelerado y la duración media de los días de este pasado año ha sido la más corta desde que se tiene constancia exacta por medirse con precisión con relojes atómicos, al menos la más corta desde 1973.

No solo eso, sino que desde entonces 2020 ha sido el único año en que, de promedio, nuestro planeta ha ido más deprisa que el estándar que se tomó, para la definición exacta del segundo como unidad básica de medida del tiempo.

No es nada preocupante, la diferencia es mínima, de solo algún milisegundo en algunos días (luego recojo datos más concretos), el total acumulado en todo el año no llegó ni por mucho a media décima de segundo, y no tiene ninguna consecuencia negativa. Incluso podría decirse que si esta tendencia continúa, como parece que indican las previsiones, ayudaría a compensar en parte el desajuste que se ha ido acumulando estos últimos años donde, por cierto, la diferencia con el estándar fue mucho más grande que en este 2020, pero en el sentido contrario.

Tiempo que se ha ido acumulando de desfase (entre o que indican los astros y los relojes atómicos) a lo largo de la última década. En el recuadro aparece ampliada la situación en los 3 últimos años. La curva desciende cuando la rotación es lenta y se acumula retraso.

Hay que tener en cuenta que en un solo día la diferencia máxima nunca ha sido mayor de pocos milisegundos, y se observa que en 2020 también hubo días más lentos del estándar, en los intervalos en que la curva desciende, sobre todo en los primeros meses.


No hay problema, los ajustes están previstos.

La diferencia entre la duración de la rotación (medida por las posiciones de los astros) y la duración teórica medida con los relojes atómicos que nos marcan la hora con precisión, se va acumulando y cuando se aproxima a un segundo a final de junio o de diciembre se reajusta añadiendo o eliminando ese segundo de manera que la hora queda determinada nuevamente de manera adecuada a la orientación de la Tierra.

Desde el año 1972 en que se reguló y comenzó esta práctica se han añadido 27 de estos segundos, llamados “intercalares”, y de momento nunca se ha eliminado ninguno, lo que sí podría producirse si la tendencia de 2020 continuase unos cuantos años más.

De esta manera la curva se ajusta para que la diferencia entre la hora que marcan los relojes atómicos y la que indican las posiciones de los astros, que en definitiva es el criterio de referencia, sea mínima.
Desfase entre el tiempo que indican los relojes atómicos (UTC) y las posiciones de los astros (GMT), corregido por la implantación de los segundos intercalares, que se sitúan en las líneas verticales a trazos. El tramo en rojo corresponde a las previsiones para el año 2021.
Se ha elaborado completando un gráfico tomado de Wikipedia.

En el gráfico se aprecia que en los años 70 la Tierra giraba bastante despacio (aún teniendo en cuenta que las diferencias son muy pequeñas), o que entre 2000 y 2005 se aceleró algo, sin llegar al estándar aunque con periodos breves más rápidos que él, pero bastante menos que en 2020.


Motivos de esas diferencias:

Aunque durante toda una vida (más de un siglo) puede decirse que la rotación de la Tierra es uniforme si se mide con una precisión de segundos, si somos más meticulosos y lo medimos con los relojes atómicos, se pueden apreciar diferencias de milisegundos debido fundamentalmente a que el núcleo del planeta no es sólido y, al poder alterarse su distribución, se ocasionan estas pequeñísimas irregularidades.

También influyen en menor medida los terremotos, movimientos del aire derivados de fenómenos meteorológicos y variación de la presión atmosférica que pueden disminuir o acelerar levemente la velocidad de rotación de manera imprevisible.

Además de ello, se produce una progresiva disminución de la velocidad de rotación debido a la influencia gravitatoria de la Luna y su efecto en las mareas que, aunque cuantitativamente es menor que la producida por las anteriores causas, a diferencia de éstas es acumulativa, siempre actúa en la misma dirección, y con el paso de los millones de años va ocasionando un efecto enorme. Hace unos 3000 millones de años la rotación terrestre duraba solo 6 horas, y dentro de otro tanto será de varios días, hasta que teóricamente se igualase al periodo de traslación de la Luna. Todo ello está recogido en el post "Midiendo el tiempo", pero eso es otra historia, mucho más amplia que el tema concreto de hoy.

Volviendo al tema, aparte de algunas apreciaciones subjetivas no muy afortunadas, en casi todas las noticias que se han publicado estos pasados días sobre este tema se han producido errores numéricos por haber confundido los conceptos de día sidéreo con el día solar y sus diferentes acepciones. 
Por ejemplo, cuando se dice que "el día más corto fue el 19 de julio". Porque aunque se produjo entonces la rotación más rápida, apenas 1,5 milisegundos menos del estándar, a mediados de septiembre los días son siempre unos 4 segundos más cortos.

Son cuestiones que no tienen trascendencia a nivel de divulgación de la noticia, pero al intentar sacar conclusiones se han plasmado en afirmaciones totalmente falsas, que voy a precisar a continuación por si te apetece conocerlo.




Conceptos astronómicos y detalles numéricos: Curiosamente estas circunstancias determinantes en el tema de hoy están muy relacionadas con el post que publiqué hace solo unos días (“La ecuación del tiempo”) donde incidía en la diferencia entre diferentes conceptos relativos a la duración del día, claves en los detalles de esta historia. Ha sido una tremenda casualidad que la noticia a la que me refiero hoy haya aparecido en los medios de comunicación solo 5 días después que escribí con una excusa totalmente diferente. 
Alguien me ha dicho (en broma y teniendo en cuenta ésta y otras cuantas coincidencias) que debo tener premonición, pero eso no existe.

Recojo nuevamente algunos conceptos fundamentales en este tema:

1- Un día sidéreo es la duración de una rotación respecto a las estrellas. Es lo que realmente tarda la Tierra en completar una vuelta tomando una referencia externa y tiene una duración de 23 horas 56 minutos y 4,09 segundos. Y con esa precisión, es constante al menos durante varios siglos.

2- Un día solar verdadero es el tiempo que, visto desde la Tierra, tarda el Sol entre dos pasos consecutivos por el meridiano del lugar, o dicho de otra manera lo que un teórico observador situado en la posición del Sol cronometraría hasta que la Tierra le vuelve a mostrar exactamente la misma cara: Una vuelta respecto al Sol, (unas 24 horas, pero es variable y oscila en varios segundos) que es observable y medible pero no es un criterio objetivo porque nos estamos moviendo también en traslación. 

La diferencia de casi 4 minutos respecto a la duración de la rotación se debe, como se explicaba en el mencionado artículo, a que cuando la Tierra completa su rotación (tomando como referencia una estrella lejana) se ha movido un poco en su órbita, y para repetir su posición respecto al astro rey debe girar un poquito más.

Repito el gráfico y algunos datos para homogeneizar este artículo y pido disculpas a mis lectores fieles por la reiteración:

En la posición 1 en el punto donde arranca la flecha es mediodía. 
En 2 se ha completado una rotación después de 23h 56m (aproximadamente)
En 3 se ha completado el día al cabo de 24 horas (unos días unos segundos más, otros días menos) porque vuelve a ser mediodía en el mismo punto.

Como se vio en el mencionado artículo, la duración del día solar verdadero varía a lo largo del año debido a la ecuación del tiempo, con una diferencia máxima de 51 segundos: El día más largo (día + noche) es el 22 de diciembre con una duración de 24 horas y 30 segundos, y el más corto el 16 de septiembre con 23 horas, 59 segundos y 39 segundos.
Paradójicamente, el día de la lotería en España es el más largo del año (considerando día+noche) y el más corto (día arriba, día abajo) considerando solo el día al margen de la noche. En el hemisferio sur coinciden.

3- Día solar medio: Tomando la media de todos los días del año (días solares verdaderos) se obtiene la duración del día solar medio de las conocidas 24 horas. Como cada hora tiene 60 minutos y cada minuto 60 segundos, un día solar medio dura 86400 segundos.  Esto es exactamente así utilizando la definición de segundo que se tomó en 1960 cuando hubo que fijar con precisión la unidad de medida del tiempo al implantarse el Sistema Internacional de Medidas.

Como debía hacerse una definición rigurosa y en aquella época los primeros relojes atómicos ya habían detectado ligeras variaciones en milisegundos en la duración de la rotación y por ello del día solar, se utilizó la media de la duración de los días entre los años 1750 y 1890, y se definió el segundo como una parte entre 86400 de la duración del día solar medio en esos 140 años.

¿Cómo se conoció exactamente la duración de los días en esas épocas en que no había relojes atómicos? Por las referencias de fenómenos astronómicos que se habían registrado. Aunque lógicamente la precisión de las mismas no podía ser elevada, al tomar un intervalo de más de 100 años y hacer la división, esa precisión queda perfectamente delimitada.

La observación y registro de fenómenos astronómicos durante más de un siglo en una época en que ya había medios tecnológicos suficientes, permitió obtener una definición rigurosa del segundo a pesar de no contar con relojes de tanta precisión entonces. La imagen corresponde a un enorme telescopio de W. Herschel. 


Los errores de las noticias

No se trata de sacar los colores a nadie porque, como digo siempre en estos casos, todos nos equivocamos alguna vez, frecuentemente de los errores es de donde más se aprende, y quizás éste sirva a algunos lectores para entender la diferencia entre los conceptos astronómicos mencionados. O quizás a mí, si alguien me indica y razona que yo soy el equivocado, porque me parece increíble que se hayan colado en tantos sitios los  mismos "gazapos". Pero mientras tanto lo tengo muy claro. 

Antes de nada, conviene decir que en este caso y de manera sorprendente el error más repetido no ha estado en la agencia de noticias que lo ha difundido o los medios que lo han reproducido, sino en la fuente de donde lo ha recogido (timeanddate.com) y que, en principio parece que debería ser fiable porque está especializada en el tema. Quizás alguien tuvo un mal día porque no salieron las cosas como quería y estaba un poco descolocado, que a cualquiera le puede ocurrir, o probablemente quien lo escribió interpretó incorrectamente el dato que le dio el científico que lo había calculado,...

Resumiendo: se confunden y se mezclan 3 conceptos diferentes: día sidéreo (duración real de la rotación), día solar verdadero y día solar medio. Los 86400 segundos que aparecen en todas las noticias corresponden a este último concepto, pero se les ha aplicado a uno de los otros dos, según el caso, llegando a conclusiones paradójicas o absurdas.

La agencia EFE recogió la noticia de la fuente original, y fue ampliamente difundida en medios de comunicación. Lógicamente todos lo repitieron y así nos enteramos de que la Tierra se ha acelerado, aunque no hayamos entendido muy bien eso de los 86400…, ni tampoco nos importa mucho. Y mejor así, porque es incorrecto.

Refiriéndose al día más corto de 2020, donde dice “1,4602 milisegundos menos de 86400 segundos", va a ser que no.

Es imposible medir la diferencia de la duración del día o de la rotación respecto a los 86400 segundos, y no se puede obtener con ninguna medición el resultado que se dice. Sencillamente es falso:

Si se ha medido la duración de la rotación con respecto a las estrellas, se habría obtenido el valor de la rotación (los 86164,092 segundos que son 23 h 56 m 4,0916s) restados los mencionados 1,462 milisegundos,  y si fuera con respecto al Sol, se habría obtenido 86403,50 menos 1,462 milisegundos ya que por el tema de la ecuación del tiempo el día solar el 19 de julio dura 24 horas y 3,50 segundos.

En ambos casos claramente diferente a lo que se ha publicado.

Lo lógico parece que se hubiera detectado esa diferencia de 1,462 milisegundos respecto a las estrellas (que son las referencias que se toman en estas medidas) pero se haya querido adornar utilizado los 86400 en vez de 86164,09 porque aunque es falso queda más llamativo y es la cifra que aparece en la primera definición oficial del segundo.

En realidad el día (solar) que menos duró (como todos los años, y ya lo he citado antes) fue el 16 de septiembre con 23 h 59 m 39 s, que serían 86379 segundos, prescindiendo de los dichosos milisegundos que no van a cambiar el primer puesto de la clasificación de días cortos.

Aparte de eso en la noticia hay otro "despiste", aunque no sea tema astronómico, sino en el concepto de lo que significa "batir un record", y lo comento luego. 

Aunque a veces los problemas pueden estar en una traducción inadecuada, leyendo la noticia original en inglés de timeanddate.com parece que no es el caso, aunque hay que tener cuidado con la coma decimal y el punto de los millares que, aunque por el contexto queda claro, en cada lugar es diferente e incluso en la anterior se mezclan.


Artículo original del que la agencia Europa Press tomó la información de manera literal y luego distribuyó a los diferentes medios, alguno de los cuales sacaron conclusiones de "cosecha propia". 

Por si acaso, tengo que decir que el resto de la noticia es correcta salvo algún detalle semántico, interesante y con datos muy precisos, por lo cual extrañan aún más las mencionadas "imprecisiones". Quizás aunque tengan claro cual es la idea correcta (así debe ser lógicamente) hayan optado por simplificar de cara a difundir la noticia ya que si tienen que explicar los diferentes conceptos la gente dejaría de leer. Pero se debería haber evitado dar la cifra de 86400 segundos.

Aparece también un gráfico con la duración de los días a lo lago del año 2020, y su diferencia respecto al estándar:

Gráfico de timeanddate.com, al que he añadido una línea roja con la referencia del anterior record.

Si el record anterior se batió por primera vez el día 21 de junio y definitivamente el 19 de julio, a mi no me salen las 28 veces que se batió en 2020. Aunque hubiese habido 28 días más cortos que el anterior record (en el gráfico faltan los datos de los últimos 15 días del año), según el gráfico solo se bate 3 veces. Pero esto es un tema semántico al margen de los conceptos astronómicos.

El pie de ese gráfico: "Variation of daylength throughout 2020. The length of day is shown as the difference in milliseconds (ms) between the Earth's rotation and 86,400 seconds" se vuelve a cometer el error en el término "rotación" y el dichoso numerito.

Es posible que yo esté exagerando y sacando pegas donde no es para tanto. Evidentemente los autores conocen todos los términos técnicos y es posible que solo hayan simplificado para poder llegar a los lectores, que dejarían a un lado el artículo con todos estos tecnicismos. O que el fallo esté en quien lo ha redactado, que no los conozca y haya aportado algo "de cosecha propia". Pero quiero insistir (soy un pesado) en que la utilización reiterada del dichoso numerito 86400 y el asociarlo a "lo que no es" lleva a un callejón sin salida correcta. 

Otros ejemplos:

Dejando a los del timeanddate, su alerta respecto a la aceleración de nuestro planeta ha hecho que otros medios se hayan animado con el tema, hayan hilado por su cuenta en general con lógica correcta, pero partiendo de esas frases "imprecisas o falsas", con lo que los errores han ido aumentando:

Se refiere al domingo 3 de enero de 2021, cuando la rotación parece que habría durado 0,1073 milisegundos menos de lo que debiera, y es lo que quiere indicar. Pero lo que se dice es erróneo porque no debería restar de 24 horas, sino de  24 horas y 27 segundos que es lo que dura el día solar el 3 de enero, por el asunto de la ecuación del tiempo.

Ya que he recogido esa cita y he hecho publicidad a este medio, no me puedo reprimir e incluyo este párrafo del mismo artículo, cuya última frase podría figurar en la "antología del disparate", solo para que hagáis unas risas, después de leerla despacio:


¡Lo que da de sí un número tan redondo como el 86400! Que parece haber convertido el punto de los millares en coma (en caso contrario, el planeta giraría a velocidad infinita al reducir su rotación en toda su cuantía) en una frase absurda por su significado porque aún 86 y pico son muchos segundos. 
Y eso de que hayan sido los relojes atómicos quienes lo hayan descubierto ese numerito... Mucho antes de que se inventaran el día tenía 86400 segundos (24 horas de 60 minutos y cada uno 60 segundos) y fueron esos artefactos diabólicos los que lo pusieron en entredicho. 

Hay que tomárselo con humor, y este anexo de los dos rombos empieza a parecerse a aquel otro que utilicé al principio de la pandemia con algunos chistes para animar un poco, y cuya cabecera he incluido en la última cita.

Y ya puestos, otro detalle de Crónica.com, aunque este ¿es algo más serio? No lo creo, y te animo a que lo busques, lo leas entero, y ...


Por una parte se habla de 0.05 milisegundos y a continuación de 0.5 segundos: ¿dos temas diferentes que no explica? ¿pero por qué 0.5 segundos? ¿cambio de unidades con factor equivocado y en sentido contrario? ¿Me estoy volviendo demasiado suspicaz ...?

Pero, sin duda para darle sensacionalismo a algo que no lo tiene, se dice que esta mayor velocidad de rotación “podría provocar un gran impacto en nuestra vida cotidiana”, lo cual es totalmente falso, y en realidad ocurre lo contrario: desde que se mide el tiempo con precisión con los relojes atómicos, justamente este año 2020 es el que se ha comportado de manera más regular, por lo que en este aspecto es cuando menos problemas pueda haber creado.

Si en los últimos 47 años la Tierra se ha ido retrasando a una velocidad mucho mayor que lo que se ha acelerado en 2020 y no hemos tenido ningún problema por ello, ahora que precisamente con este leve adelantamiento lo que hace es reducir un poco el desfase y comportarse “como debe ser”, o mucho más parecido a ello, puedes dormir tranquilo porque toda esta historia no nos va a añadir ningún problema a los muchos que ahora mismo ya tenemos en el tercer planeta.

2 comentarios:

  1. has profundizado con mucho detenimiento en este tema, que me parece muy complicado..

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  2. Es uno de los temas que me gustan.

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