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29 de febrero de 2020

¿Qué años son bisiestos?

¿Por qué tenemos años bisiestos? ¡Es por el sol! El año solar tiene una duración de 365.2422 días, una longitud que ningún año calendario terrestre puede acomodar, ¡así que tenemos años bisiestos!
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¿Qué años son bisiestos y puedes tener segundos bisiestos?

Debido a que la Tierra tarda un poco más de 365 días en orbitar el Sol, necesitamos hacer ajustes para evitar que las estaciones se desvanezcan: años bisiestos e incluso segundos bisiestos.

¿Qué es un año bisiesto?

Para ser un año bisiesto, el número del año debe ser divisible por cuatro, excepto los años de fin de siglo, que deben ser divisibles por 400. Esto significa que el año 2000 fue bisiesto, aunque 1900 no lo fue.

2020 , 2024 y 2028 son todos años bisiestos.
¿Cuándo es el próximo año y año bisiesto?
El próximo año bisiesto será en 2020, lo que significa que el próximo día bisiesto será el 29 de febrero de 2020.



¿Qué años son bisiestos?
¿Cuándo es un día no un día? Pregunta al reloj atómico ...


¿Por qué tenemos años bisiestos?

El número de revoluciones de la Tierra no es el mismo que el tiempo que tarda la Tierra en moverse alrededor del Sol. El año solar dura 365.2422 días, una duración que ningún año calendario puede acomodar.

Al tener años bisiestos cada cuatro años, nos aseguramos de que los meses coincidan consistentemente con las estaciones. 

¿Cuándo fue el primer año bisiesto?

El primer año bisiesto en el sentido moderno en Gran Bretaña fue 1752, cuando 11 días se "perdieron" desde el mes de septiembre con la adopción del calendario gregoriano por Gran Bretaña y sus colonias.

Después de 1752, adoptamos el sistema que todavía se usa hoy en día, donde se inserta un día adicional en febrero en años totalmente divisibles por cuatro, que no sean los años que terminan en 00, con la excepción de aquellos divisibles por 400 que todavía son años bisiestos (como 2000).

Ciertamente, este no es el primer uso de los años bisiestos; El calendario juliano que utilizamos antes de 1752 tenía un sistema más simple de años bisiestos, y recuerde, ningún calendario es universal. El calendario islámico Al-Hijra también tiene un día adicional agregado al mes 12 de Zul Hijja en los años bisiestos.

Cuando los egipcios comenzaron a medir el tiempo dividiendo el año en 12 meses de 30 días, agregaron los cinco días adicionales al final del año como cinco días de festivales.

Julio César incluso intentó un "año de confusión" en el año 46 a. C. El año fue de 455 días con la esperanza de resolver la divergencia en las estaciones y meses que habían ocurrido.

¿Cuántos días en un año bisiesto?

El año calendario es de 365 días, a menos que el año sea exactamente divisible por cuatro, en cuyo caso se agrega un día adicional a febrero para que el año sea de 366 días.

La razón de estas reglas es alinear la duración promedio del año calendario con la longitud de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, para que las estaciones siempre ocurran durante los mismos meses de cada año.

El año se define como el intervalo entre dos pasos sucesivos del Sol a través del equinoccio vernal. Por supuesto, lo que realmente está ocurriendo es que la Tierra está girando alrededor del Sol una vez, pero es más fácil entender lo que está sucediendo considerando el movimiento aparente del Sol en el cielo.

Los calendarios juliano y gregoriano

En el año 46 a. C., Julio César estableció el calendario juliano, que se usó en el oeste hasta 1582. En el calendario juliano, cada año contenía 12 meses y había un promedio de 365,25 días en un año. Esto se logró al tener tres años con 365 días y un año con 366 días. (De hecho, los años bisiestos no se insertaron correctamente hasta el 8 DC).

La discrepancia entre la duración real del año, 365,24237 días, y la duración adoptada, 365,25 días, puede no parecer importante, pero a lo largo de cientos de años la diferencia se hace evidente. La razón de esto es que las estaciones, que dependen de la fecha en el año tropical, se estaban desvaneciendo progresivamente con la fecha del calendario. El papa Gregorio XIII, en 1582, instituyó el calendario gregoriano, que se ha utilizado desde entonces.

El calendario gregoriano también estipulaba que el año debería comenzar el 1 de enero. En los países no católicos, el cambio se realizó más tarde; Gran Bretaña y sus colonias hicieron el cambio en 1752 cuando el 2 de septiembre fue seguido por el 14 de septiembre y el día de Año Nuevo cambió del 25 de marzo al 1 de enero.

Segundos de salto
Se agregó un segundo salto el 31 de diciembre de 2005, el primero desde 1998, para ayudar a mantener la hora del reloj alineada con el tiempo medido por el Sol. Otro fue agregado en 2008, 2012 y 30 de junio de 2015.
¿Cuántas horas en un año bisiesto?

Un año bisiesto tiene 366 días. Como cada día tiene 24 horas, hay 8784 horas en un año bisiesto en total. 

¿Cómo puede un árbol cambiar el tiempo?

El paso del tiempo ahora se puede medir con tal precisión que se puede ver que la velocidad de rotación de la Tierra es variable. Esto puede depender de las estaciones (por ejemplo, a medida que crecen los árboles, esto afecta la distribución de la masa de la Tierra) e incluso puede depender de condiciones climáticas como El Niño.

Desde 1955, los relojes más precisos disponibles han utilizado una transición atómica en el gas cesio que define una frecuencia conocida con mucha precisión dividida para dar segundos, minutos, etc.

4 de enero de 2020

El Universo podría estar lleno de «grietas» en el espacio-tiempo, y los científicos las están buscando

Representación de las llamadas «cuerdas cósmicas» - Archivo
Llamadas «cuerdas cósmicas», serían sutiles líneas de energía que se extienden a través del espacio, imperfecciones en el espacio-tiempo que proceden de la época del Big Bang
El Universo en que vivimos podrá estar repleto de «grietas espacio-temporales», aunque actualmente no podemos verlas con nuestros telescopios. Esa es la principal conclusión de un estudio llevado a cabo por investigadores del Departamento de Física de la Universidad McGill, en Montreal, y que acaba de publicarse en arXiv.org.

Las grietas, si es que realmente existen, se habrían formado muy poco después del Big Bang, cuando el Universo empezaba ya a enfriarse y pasaba de ser una nube de plasma ardiente a algo más parecido a lo que vemos hoy. Según las teorías actuales, ese gran enfriamiento, o «transición de fase», como lo llaman los físicos, comenzó antes en unos lugares que en otros. De modo que las «burbujas» más frías se formaron y se fueron extendiendo por el espacio hasta encontrarse con otras burbujas. Al final, todo el espacio hizo la misma transición y el viejo Universo desapareció.


Sin embargo, el viejo estado de alta energía anterior podría haber sobrevivido en las zonas fronterizas de esas burbujas frías en expansión, dando lugar a grietas en la estructura misma del espacio-tiempo. Grietas que no permitieron que las burbujas encajaran a la perfección. Algunos físicos creen que sería posible, aún en la actualidad, encontrar evidencias de esos « defectos de fábrica», conocidos como «cuerdas cósmicas». Y el mejor lugar para hacerlo sería el fondo cósmico de microondas (CMB por sus siglas en inglés), el calor residual del Big Bang que aún hoy permea todo el Universo. Sin embargo, según los autores del trabajo, la evidencia sería demasiado débil como para que nuestros instrumentos pudieran detectarla.

Desde luego, según explica Óscar Hernández, coautor de la investigación, las cuerdas cósmicas son objetos realmente difíciles de imaginar, aunque tienen análogos en nuestro propio mundo. «¿Ha caminado alguna vez sobre un lago helado? -explica Hernández a la revista Live Science- ¿Ha notado grietas en el hielo del lago? Aún así sigue siendo sólido. No hay nada que temer, pero las grietas están ahí».

Pues resulta que las grietas del lago se forman, también, a través de un proceso de transición de fase similar al de las cuerdas cósmicas. «El hielo -prosigue el investigador- es agua que ha pasado por una transición de fase. Las moléculas de agua eran libres de moverse como un fluido, pero de repente, en algún lugar, empezaron a formar cristales... losas de hielo que forman mosaicos, a menudo hexagonales. Y ahora imagine que tenemos azulejos hexagonales perfectos y que formamos con ellos un mosaico sobre el lago. Si otra persona empezara a hacer lo mismo en la orilla opuesta, no habría prácticamente ninguna posibilidad de que sus fichas se alinearan con las nuestras».

De este modo, los puntos de unión imperfectos forman largas grietas sobre la superficie de un lago helado. Y, si la física subyacente es correcta, lo mismo sucede donde las burbujas frías y en expansión del Universo se cruzaron: no encajaron y formaron largas cuerdas cósmicas.

Líneas de energía a través del espacio

Según la Física, en el espacio existen campos que determinan el comportamiento de las partículas fundamentales y de sus fuerzas asociadas. Y Hernández y sus colegas creen que esos campos se formaron gracias a las primeras transiciones de fase del Universo.

En palabras del investigador, «en cierto sentido, un campo relacionado con una partícula debe elegir una dirección para enfriarse y congelarse. Y dado que el Universo es realmente grande, podría suceder que el mismo campo eligiera diferentes direcciones en diferentes partes del Universo. Ahora bien, si ese campo obedece a ciertas condiciones... entonces, cuando el Universo se haya enfriado, habrá líneas de discontinuidad, líneas de energía que no han podido enfriarse».

En la actualidad, esos puntos de encuentro tendrían la apariencia líneas de energía infinitamente delgadas a través del espacio. Por otra parte, opina Hernández, encontrar esas cuerdas cósmicas sería todo un problema, porque serían la prueba definitiva de que la Física es algo mucho más grande y complejo de lo que permiten los modelos actuales.

Hacia un nuevo Modelo Estandar

En la actualidad, la teoría más avanzada y mejor probada sobre las partículas que hay en el Universo y las fuerzas que las gobiernan es el Modelo Estándar, que incluye a todas las partículas fundamentales y a todas (que sepamos) las fuerzas de la Naturaleza.

Sin embargo, la inmensa mayoría de los físicos sabe que el Modelo Estándar resulta incompleto, ya que no nos dice nada sobre cuestiones como la energía o la materia oscuras, ni tampoco resuelve el problema de la inexplicable ausencia de antimateria, por no hablar de la cuestión pendiente de la gravedad, la única de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas que no ha podido ser cuantificada.

Así las cosas, no resulta extraño que muchos científicos busquen activamente otras soluciones y modelos. «Muchas extensiones del Modelo Estándar -explica Hernández- llevan de forma natural a las cuerdas cósmicas nacidas justo después de la inflación. De modo que tenemos un objeto cuya existencia está predicha por varios modelos. Si finalmente ese objeto (las cuerdas cósmicas) no existe, todos esos modelos se descartarán. Pero si existe, oh Dios mío, la gente será feliz».

A la caza de las cuerdas cósmicas

Desde 2017 numerosos grupos de investigadores han tratado de detectar cuerdas cósmicas en el CMB, aunque por ahora todos esos esfuerzos han sido en vano. Según dijo el propio Hernández ese mismo año, la mejor baza para conseguirlo sería utilizar una red neuronal, un poderoso software capaz de enontrar patrones que a los humanos se nos escapan.

Sin embargo, en su presente artículo, Hernández muestra que, en realidad, resulta casi imposible proporcionar a la red neuronal datos lo suficientemente limpios como para que consiga detectar las cuerdas. De hecho, otras fuentes de microondas más brillantes oscurecen el CMB y resultan muy difíciles de separar de los datos que revelarían la presencia de las tan deseadas estructuras.

Aunque eso no significa que todo esté perdido. De hecho, existe un nuevo método, basado en la medición de la expansión del Universo en algunas de sus partes más antiguas. El método, llamado «mapeo de intensidad de 21 centímetros», no consiste en estudiar los movimientos de galaxias individuales o en imágenes más o menos precisas del CMB, sino que se basa en mediciones de la velocidad a la que los átomos de hidrógeno se alejan de la Tierra, en promedio, en todas las partes del espacio profundo.

Los mejores observatorios para el mapeo de 21 cm (llamado así porque el hidrógeno emite energía electromagnética con una longitud de onda de 21 cm) aún no están en línea. Pero cuando lleguen, escriben los autores, tendremos la posibilidad de conseguir evidencias más claras de cuerdas cósmicas. Y a partir de ahí, según Hernández, la caza puede volver a empezar.

Fuentes: ABC

29 de septiembre de 2017

Conjeturas sobre el tiempo galáctico

Los astrónomos profesionales estiman que el Sol (y por tanto el Sistema solar completo) se desplaza por el Espacio galáctico inter-estelar (el de la galaxia) a una velocidad de 800.000 kilómetros por hora. Esto equivale a 222 km cada segundo. La Tierra se traslada a 30 km/s en torno al Sol, pero si ni siquiera percibimos la traslación de la Tierra, mucho menos la del Sol y la del Sistema solar, el barrio planetario.

El Sol es sólo una de las miles de millones de estrellas (farolas) que componen la galaxia (la ciudad cósmica salpicada de farolas), la cual tiene su centro, su único punto fijo y punto común a todas las estrellas, y la galaxia gira en torno a su propio centro. Sin embargo eso no significa que todas las estrellas orbiten d i r e c t a m e n t e en torno al centro galáctico; así mismo todos los astros del Sistema solar no orbitan directamente en torno al Sol, como las lunas (de la Tierra, de Júpiter y de Saturno). Por eso muchas estrellas, como la propia Sol, pueden orbitar en torno a otra estrella más masiva, de modo que la velocidad de esta y su sistema es mayor que la de Sol y su sistema. Así cada estrella es un centro que gira en torno a otro centro hasta que una de ellas es la que gira directamente en torno al centro de la galaxia.

Pero al final (sea directamente o dando vueltas a otra estrella), cualquier estrella da una órbita al centro galáctico.


El hecho de que las estrellas giren en torno al centro galáctico se debe a que la galaxia es un cuerpo compacto que gira en torno a su propio centro, como la Tierra en torno a su núcleo mientras “nos arrastra” a todos.

La cifra más manejada por los expertos como periodo de rotación de la galaxia (un giro en torno a su centro) es de 225 millones de años. Sin embargo el año es una unidad demasiado pequeña para expresar el periodo de rotación de algo como la galaxia, pues es como si usáramos el milímetro para medir las distancias entre ciudades o milésimas para expresar nuestra edad. Hay que medirlo usando la unidad acorde a la dimensión de la galaxia. Así, no es que la galaxia tarde 225 millones de años en completar su rotación sino que:

durante una rotación de la galaxia la Tierra da 225 millones de órbitas al Sol (y Neptuno da 1.363.636), y el Sol (y las demás estrellas) dan una órbita al centro galáctico

 

¿Y cómo podemos expresarlo en términos de tiempo galáctico?

Tratándose de una rotación (de la galaxia) en torno a su centro, y viendo que la Tierra también gira en torno a su centro y a eso lo llamamos “día terrestre”, al periodo de una rotación de la galaxia podemos llamarlo Día Galáctico.



Por tanto, cada órbita de la Tierra en torno a Sol representa la 225 millonésima parte de un Día Galáctico. Podemos verlo proporcionalmente en el periodo de un día terrestre, que dura 86.400 segundos:

86.400 segundos-día / 225.000.000 partes = 0,000384 de segundo, la 225.000.000ª parte del día terrestre

Es un periodo demasiado pequeño para que lo comprendamos, aunque por otro lado de esta forma podemos crear la estructura del día galáctico de una forma que nos es familiar, con la misma estructura del día terrestre, de 86.400 segundos (24 partes u horas galácticas de 60 partes o minutos galácticos de 60 partes o segundos galácticos):

225 millones de años / 86.400 parte = 2.604 años -> Segundo Galáctico

Pero también podemos considerar a la rotación de la galaxia como un Año Galáctico, y así con un estructura de 365 días galácticos, pues al fin y al cabo el Sol da órbitas al centro del sistema galáctico como la Tierra las da en torno al Sol, centro del sistema solar.

225.000.000 años / 365,2422 partes o días = 616.040 años -> Día Galáctico, 365ª parte del Año galáctico

Día Galáctico / 24 partes u horas = 25.668 años -> Hora Galáctica (periodo aproximado al del Ciclo Maya de 25.627 años)

Hora Galáctica / 60 partes o minutos = 428 años (6 Días precesionales) -> Minuto Galáctico

Por tanto, un segundo galáctico:

Minuto Galáctico / 60 partes o segundos = 7 años -> Segundo Galáctico


Así, lo llamemos Día Galáctico o Año Galáctico podemos usarlo para expresar la edad del Universo. Los expertos la estiman en años como 13.700 millones, lo que realmente significa que si en el inicio del Universo hubiera existido la galaxia Vía Láctea, el Sol y la Tierra, el planeta habría dado 13.700 millones de órbitas al Sol, y la galaxia habría dado unas 61 rotaciones sobre sí misma:

13.700.000.000 años / 225.000.000 años = 60,8 rotaciones Vía Láctea


Es decir que el Universo tiene unos 61 Años galácticos, edad del Universo expresada en rotaciones de la Vía Láctea.


Fuentes: Asteromia