Denbora neurtzen

Esteban Esteban

Fisikariek modu zehatz batean definitu dute segundoa: “9 192 631 770 zesio-133 atomoaren oinarrizko egoeraren maila hiperfin bien arteko trantsizioari dagokion erradiazioaren periodoaren iraupena da”. Baina zergatik zenbaki hori eta ez 9 mila milioi? Zergatik ez borobildu?

Laborategi-saioetan, zenbaki zehatza erabili behar dute, baina naturako fenomenoetan oinarritua dago edonola kontua. Hori esaten da behintzat. Denbora neurtzeko, beharrezkoak dira erreferentzia periodikoak eta zehatzak. Ezaugarri horiek, astro-higiduretan daude eta astroak betidanik erabili dira oinarrizko unitateak finkatzeko. Baina ez astroen periodo horiek, hemen ikusten ditugun ondorioak baizik. Oinarrizkoak eguna eta urtea dira. Antzinatik dago zehaztuta eguna eta urtearen iraupena, baina XVI. mendera arte inork ez zekien Lurra mugitzen zela, eta noski, askoz gutxiago nolakoak ziren higiduren periodoak.

1. irudia:

1. irudia: Sumertarrak munduko lehen zibilizaziotzat hartuak dira. Hauek sistema duodezimala (12an oinarrituta) eta sexagesimala (60an oinarrituta) erabiltzen zuten zenbatzeko eta horretan oinarritzen da denboraren neurketa ere.

Esaten ohi da eguna Lurraren errotazioaren iraupena dela eta urtea translazioarena. Baina zehatz-mehatz ez da horrela. Txikitan ikasi genuen hori, adin horrekin benetako azalpena zaila zelako; hala ere, benetako azalpenarekiko aldea ez da oso handia.

Eguzkia hegoaldean (gure meridianoan) dagoenetik, berriro hurrengoan hor dagoenera: 24 ordu batez beste; hori da egunaren iraupena. Baina Lurraren errotazioa 23 ordu eta 56 minutukoa da. Aldea ez da handia baina bai oso garrantzitsua beste unitateak zehazteko eta ondo definitzeko. Egunaren iraupenean eragina dute errotazioak eta pixka bat translazioak.

1. irudia:

2. irudia: Gezia gorantza dagoen egoeran (1), eguerdia da. Gezia beherantz dagoen egoeran (2), errotazio erdia gauzatu da. Gezia berriz gorantza dagoen egoeran (3), errotazioa bukatu da (23 ordu eta 56 minutuko iraupena. Gezia eguzkirantz dagoen egoeran (4), eguna bete da (24 ordu).

Urtearen iraupena bestalde, urtaroen zikloen iraupena da (zehatz-mehatz definitzeko, ekinozioak erabiltzen dira) eta translazioa pixka bat luzeagoa da, prezesio izeneko higidurak ere eragina dauka eta. Baina kasu honetan, aldea oso txikia da eta translazioaren iraupena urtearena da.

Orduak, minutuak, segundoak

Eguna da oinarrizko unitatea, logikoa eta luzera egiaztagarrikoa. Egun/gau zikloak markatzen du gure bizitza, baina eguneroko lanetan aritu ahal izateko, unitate txikiagoak asmatu ziren artifizialki. Dakigun bezala, sistema hirurogeitarra erabiliz eguna 24 orduan zatitu zen.

Antzina, eguneko eta gaueko 12na ordu aldakorrak erabili ziren urtaroaren arabera. Egun, berdinak diren 24 ordu erabiltzen dira. Ordu bakoitza 60 minutuan zatikatu zen, eta minutu bakoitza 60 segundoan. Izan ere, sistema horretan, 12 eta 60 zenbakiak oinarrizkoak ziren.

Definizio berriak

Dena den arazoak sortzen dira, egunaren iraupena, hau da 24 orduko tarte hori aldakorra delako. Gaur egun, teknologia kontu batzuetan (adibidez GPS funtzionamenduan) eta fisika-esperimentuetan oso oso zehatz neurtu behar da denbora, eta gainera oso denbora tarte txikiak dira neurtu beharrekoak. Egunaren iraupena aldatzen denez ordea, segundoarenera ere aldatu egingo da betiko definizioari eutsita.

Hori konpontzeko, 3 arazo mota hartu behar dira kontuan:

1.- Gehiegi zehaztu gabe esan daiteke errotazioa finkoa dela, baina translazioa ez. Hori dela eta, egunen iraupenak (eguna gehi gaua) ez dira berdinak. Batzuetan batez bestekoa baino segundo batzuk gehiago dira, (asko jota 30 segundo), eta beste batzuetan segundo batzuk gutxiago; Lurra periheliotik igarotzen denenean translazio higidura azkarragoa da, Keplerren bigarren legea dela eta. Translazioa izeneko higidura. Ikus bedi hau guztia eskema batean hurrengo irudian.

2. irudia:

3. irudia: 1. puntutik 3. puntura beti 23 ordu 56 minutuko iraupena dago, baina 3.etik 4.era batzuetan gehiago eta beste batzuetan gutxiagoko iraupena dago.Badago beste eragin bat, Eguzkia ekliptikan eta ez ekuatorean ikusten dugulako mugitzen. Bi kontu horiek sortzen dute “denbora-ekuazio” izenekoa eta honek adierazten du data bakoitzaren iraupena.

Urteko egun guztiak hartzen dira eta iraupenaren batez bestekoa kalkulatzen da: “Batez besteko eguna” izenekoa sortzen da horrela, eta hori, erabiltzen da hain zuzen orduak, minutuak eta segundoak betiko moduan definitzeko. Konponketa hau, orain dela bi mende baino gutxiago hasi ziren erabiltzen, erloju mekanikoek eguzki-erlojuak baztertu zituztenean.

2.- Gehiago sakontze aldera, esan behar da benetan errotazioaren iraupena ez dela finkoa. Araurik gabe aldatzen dute pixka bat lurrikarek, atmosferaren mugimenduek, prozesu geologikoek,… . Baina segundoaren definizioa ezin da aldatu, oinarrizko konstante fisikoa da eta. Zehaztasun handiagoa lortzeko, 1967. urtean erreferentziatzat hartu zen 1750etik 1890rako tartea, eta urte horien iraupenen batez bestekoa kalkulatuta, honako honen bidez definitu zen segundoa: 9 192 631 770 zesio-133… Hori zen, hain zuzen, emaitza. Hasiera batean, pentsatzekoa da definizio hori betikoa izango dela, baina ezin jakin… .

Zer egiten da orduan Lurra pixka bat motelago biratzen bada lurrikara edo beste fenomeno baten ondorioz? Segundo delakoaren definizioa ez da aldatzen. Pilatutako atzerapena segundo batekoa denean, segundo bat gehitzen da urtearen amaieran edo erdian. “Segundo tartekatua” esaten zaio segundo horri.

3. irudia: erloju atomikoei segundo bat gehitzen edo kentzen zaie denbora eskala fisikoa eta astronomikoaren hurbiltasuna bermatzeko.

4. irudia: Erloju atomikoei segundo bat gehitzen edo kentzen zaie denbora eskala fisikoa eta astronomikoaren hurbiltasuna bermatzeko.

3.- Epe luzera, beste arazo bat sortzen da. Izan ere, ilargiaren grabitate-erakarpenak itsasaldiak eragiten ditu, eta uraren mugimenduak, mendeko 0,0017 segundo murrizten du Lurraren errotazioa, mende bakoitzean. Murrizketa txikia da eta hau, lurrikarena baino askoz arazo arinagoa da. Edonola, segundo tartekatu horren bidez konpontzen dira beti ere arazo hauek. Baina zer izango ote dugu milaka edo milioika urte barru? Inor egongo ote da honetaz arduratzeko? Auskalo.

Oso txikia izan arren, itsasaldien eraginak Lurraren errotazioaren iraupena laukoiztu egin da azken 3 mila milioi urte hauetan. Ilargia sortu zenean errotazioa 6 ordukoa zen. Denbora-unitateak definitzeko iragana ez zaigu axola oraingo egoera erabiltzen dugu eta.

Baina zer gertatuko da adibidez milioi urte barru? Eguna luzeagoa izango da, eta ordua, eta minutua ere. Segundoaren definizioa aldatu egin beharko da eta zenbakia: 9 192 631 770 baino askoz handiagoa izango beharko da, Lurraren higidurekiko lotura mantenduko bada. Eta mantendu beharko da, ordua 60 minutukoa eta minutua 60 segundokoak mantenduko badira. Bestela ezinezkoa izango da ordutegiei eustea. Egun batean eguerdian hasiko dira lanean, eta beste batean arratsean, noizean behin egunez lo egin,… ezinezkoa.

Hori da nire iritzia, behintzat. Inork ez daki benetan miloi urte barru gizakiek zer egingo duten. Batzuek pentsatzen dute oinarrizko fisika-unitateak ezin direla aldatu. Agian bi segundo mota erabiliko dira, bata esperimentu fisikoetan aritzeko eta bestea eguneroko kontuetan aritzeko? Dena den, argi dago milioi urte barru orain perfektutzat jotzen ditugun erloju atomikoak oso txarto ibiliko direla, egokitzen ez badituzte. Ez zehaztasun faltagatik, Lurraren higiduren aldaketagatik baizik.

Prozesua amaitu egingo da: Lurra gero eta moletago biratuko da; Ilargia urrundu egingo da momentu angeluarraren kontserbazioaren fenomenoa dela kausa. Horrela, satelitearen eragina gero eta txikiagoa izango da, eta bere periodoa luzeagoa. Eguna oraingoa baino 47 aldiz luzeagoa denean amaituko da prozesua azkenean. Gutxi gorabehera, 4 mila miloi urte barru gertatuko da hori, eta hemen ez da inor geratuko segundoaren behin betiko definizioa ezartzeko: 432.053.690.542 zesio-133 atomoaren oinarrizko egoerarenmaila hiperfino bien arteko trantsizioari dagokion erradiazioaren periodoaren iraupena.

—————————————————–
Egileaz: Esteban Esteban Peñalba Durangoko Astronomia Ikasgelaren zuzendaria da eta Asociación para la Enseñanza de la Astronomíako (ApEA) presidenteordea.
—————————————————–

2 iruzkin

Eman iritzia

IñakiIñaki

Oso lan interesgarria idatzitakoa,
Iruzkin bat bururatu zait hau irakurri bitartean.
“Prozesua amaitu egingo da: Lurra gero eta moletago biratuko da; Ilargia urrundu egingo da momentu angeluarraren kontserbazioaren fenomenoa dela kausa. Horrela, satelitearen eragina gero eta txikiagoa izango da, eta bere periodoa luzeagoa. Eguna oraingoa baino 47 aldiz luzeagoa denean amaituko da prozesua azkenean. Gutxi gorabehera, 4 mila miloi urte barru gertatuko da hori,…” Inor gertatuko balitz, eta tartean eguzkia dagoen moduan jarraitzen badu ere, lurraren klima erabat ezberdina (eta deserosoa) izan beharko du hainbeste ordu argi, eta hainbeste ordu ilun segidan pasa ondoren. Berez honek ere ziurtatzen du gure planeta ez dela betirako hain bizitzarako aproposa izango (baldin eta guk ez badugu lehenago izorratzen).
Mila esker artikuluarengatik.

Esteban EstebanEsteban Esteban

Eskerrik asko, Iñaki.
Bai, arrazoia daukazu.
Baina beste arazo bat gertatuko da garai hartan, erabakigarriagoa eta larriagoa bizitza desagertzeko: Eguzkia aldatuko egingo da. Izar erraldoi gorria bihurtuko da, eta gure planeta erreko du, ia ia honaino zabalduko de eta. Tenperatura izugarri altua, ozeanoak lurrinduko dira eta bizitza mota guztiak desagertuko dira.
Dena den, kalkuluak ezin dira zehatzak izan, estimazioak baizik. 4000 milioi urte, 5000 edo 6000 izar gorria bihurtzeko. Baina askoz lehenago (azken kalkuluak 1500 miliou urte barru) Eguzkia desorekatuko da, eta hemengo baldintzak oso gogorrak izango dira gizakiak bizirik jarraitzeko, oso ondo esaten duzun moduan, “baldin eta guk ez badugu lehenago gure planeta izorratzen”
Esteban

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>