O mundo a três tempos: solar, universal, atómico

 

O tempo solar

A unidade de tempo a que chamamos “dia” corresponde, rigorosamente, ao período de tempo que a Terra leva a completar uma volta sobre si própria – um ciclo de um dia e uma noite. E o meio-dia solar de um lugar (o “meio.dia verdadeiro”) é o momento em que o Sol cruza o meridiano desse lugar – o círculo imaginário que corta a abóbada celeste e que une os Pólos Sul e Norte e o zénite. Por outras palavras, o meio-dia solar de um dado lugar é o momento em que o Sol, no seu movimento aparente em torno da Terra, atinge o seu ponto mais alto na abóbada celeste relativamente a esse lugar.

Mas como a Terra se move em torno do Sol a uma velocidade que não é constante, os dias (as supostas 24 horas) apresentam diferentes comprimentos, ao longo do ano. Essa variação dos dias solares deve-se ao facto de a Terra não ser completamente esférica e de a sua órbita ser elíptica, o que a faz passar, ora mais perto ora mais longe, do Sol, conforme o momento do ano e da maior ou menor proximidade do Sol fazer variar a sua velocidade de rotação.

Por isso, os astrónomos acabaram por definir um sol imaginário que, no movimento aparente que diariamente observamos, se desloca sempre à mesma velocidade, dando origem ao que conhecemos por “dia solar médio”. É esse o tempo contado pelos vulgares relógios que usamos. Torna-se, assim, fácil perceber a razão pelo qual a hora do nosso relógio (hora solar média) e a indicada num relógio de Sol (hora solar verdadeira) raramente coincidem. Essa diferença – a que se chama “equação do tempo” – atinge o valor mínimo em Fevereiro, e o valor máximo em Novembro, sendo nula quatro vezes por ano. Mas há ainda um outro factor astronómico que interfere neste mecanismo da medição do tempo: é o facto de a Terra descrever a sua trajectória com o eixo inclinado relativamente ao Sol. Daí resulta que, em certa época do ano, o hemisfério norte da Terra é mais intensamente iluminado e aquecido do que na época oposta, porque o Sol nasce a norte do ponto cardeal Este, entre fins de Março e o final de Setembro, e a sul desse ponto cardeal em quase todo o período restante. Este fenómeno, para complicar um pouco mais as coisas, faz com que sejam variáveis as durações das noites e dos dias.

Estabelecidos os dias uniformes, pela adopção do “dia solar médio“, foi necessário ultrapassar mais uma dificuldade, resultante de lugares separados por apenas algumas dezenas de quilómetros terem horas solares diferentes. Um observador vê o Sol na direcção sul em determinado momento, mas um outro, situado 80 km a leste, por exemplo, viu o mesmo quatro minutos antes, enquanto para um terceiro a igual distância para oeste, tal observação só será possível quatro minutos depois.

 

O tempo universal

Foi assim que surgiu a necessidade de definir uma hora universal, principalmente quando os meios de transporte passaram a ser mais velozes e a facilitar os contactos entre diferentes pontos do Globo.

Tornou-se necessária a fixação de um meridiano de referência, em relação ao qual seriam definidas as horas de vários pontos da Terra. Assim, em Washington, em 1884, adoptou-se como referência o meridiano de Greenwich (na periferia de Londres). A Terra foi dividida em 24 zonas iguais – os fusos horários – cada uma com 15 graus de largura (360 graus: 24 (horas) = 15 graus), limitada por dois meridianos, diferindo cada uma para a contígua, uma hora. A hora legal dos territórios situados em cada zona estabelece-se, pois, a partir da hora do meridiano de Greenwich, mais um número exacto de horas igual ao número do fuso a que pertencem esse territórios.

 

O tempo atómico

Mas há ainda o problema de o dia solar não durar sempre exactamente os 86.400 segundos que deveriam perfazer um dia “standard”. É que o dia solar varia também em função da velocidade do movimento de rotação da Terra, que é afectado por vários processos geofísicos, como as marés, a atmosfera e o próprio interior do Globo. Nas últimas décadas, as marés têm estado a travar o movimento de rotação, porque os oceanos rodam a uma velocidade menor que a da parte sólida da Terra, provocando, assim, atrito.

Como, em consequência de tudo isto, o tempo medido pelos astros é variável, o tempo no mundo passou, desde 1972, a ser regulado por uma medida padrão chamada “segundo atómico”. E o que é este segundo atómico? Foi definido como a unidade de tempo no Sistema Internacional de Unidades, durante a 13ª Conferência Geral sobre Pesos e Medidas, em 1967, e corresponde à duração de 9.192.631.770 vibrações de um átomo de césio 133  – um elemento radioactivo cujo núcleo tem a propriedade de vibrar de uma forma extremamente regular quando é submetido a uma onda de rádio. Esta definição tem uma margem de erro de um segundo em 317 mil anos.

O Tempo Atómico Internacional (TAI) é baseado num sistema de seis relógios de césio, construídos em laboratório e ligados a um número maior de relógios comerciais. Os sinais de todos estes aparelhos são transmitidos para o Bureau International de l’Heure, em Paris, que define então o TAI. Estima-se que o segundo do TAI reproduza o segundo-padrão do Sistema Internacional de Unidades com uma precisão de um décimo de milionésimo de milionésimo de segundo.

Fonte: “Público”, 15.02.1996 (adaptado)