La hora ya no seguirá el ritmo de la Tierra: qué cambiará desde 2027

Un segundo alcanza para que el algoritmo decida tu próximo video en el feed, tu teléfono actualice tu posición por GPS o Google y ChatGPT procesen más de cien mil consultas en simultáneo.  Detrás de esa aparente instantaneidad hay una infraestructura que no puede frenar, los sistemas de navegación calculan las coordenadas a partir del tiempo exacto que tarda una señal satelital en llegar a la Tierra, los servidores de inteligencia artificial y motores de búsqueda ejecutan millones de cálculos para devolver respuestas en milisegundos, y las redes de telecomunicaciones dependen de una sincronización milimétrica entre antenas para no colapsar. En un mundo coordinado a escala de nanosegundos, alterar o frenar el reloj, aunque sea por un segundo, es un problema. 

Por eso, a partir de mayo de 2027, la hora oficial dejará de ajustarse con los llamados “segundos intercalares”, el mecanismo que se utilizaba para compensar las variaciones en la rotación terrestre. Para entender cómo llegamos a medir el tiempo con semejante nivel de precisión y qué consecuencias tiene esta medida histórica, desde Portal Universidad dialogamos con Pablo Sisterna, profesor adjunto del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nacional de Mar del Plata (UNMDP).

El 29 de junio de 2022, la Tierra completó su giro 1,59 milisegundos antes de las 24 horas estándar, marcando el día más corto registrado desde que se mide con relojes atómicos.

Un reloj marca las doce del mediodía y el Sol está cerca de su punto más alto en el cielo, y esa coincidencia parece natural, pero detrás conviven dos referencias distintas, una atada a la rotación de la Tierra y otra fijada por el comportamiento cuántico de los átomos. “Lo que entendemos cotidianamente por día, es el tiempo que el sol tarda desde nuestra perspectiva en dar una vuelta alrededor nuestro. Para decirlo llanamente: cuánto tiempo pasa entre que sale del horizonte hasta la siguiente vez que vuelve a salir, o cuánto tarda en volver a estar a la misma altura sobre el cielo. Es un ritmo astronómico determinado por el tiempo que le lleva a la Tierra dar un giro sobre su propio eje”, explicó Sisterna.

El problema es que ese ritmo astronómico no es constante, “la rotación de la Tierra no es regular, se va frenando con el correr de los siglos debido al efecto de mareas más que nada. No es el único motivo, pero es el principal por el intercambio de energía entre la Luna y nuestro planeta, lo que hace que los días en promedio se vayan alargando”, detalla el físico. Al no girar siempre al mismo ritmo, la marcha del planeta y la precisión de los relojes inevitablemente se separan.

Durante décadas, esa diferencia se corrigió mediante los segundos intercalares, pequeños ajustes que consistían en agregar un segundo a la hora oficial para mantenerla acompasada con la rotación de la Tierra.  El procedimiento permitió mantener la hora oficial vinculada con el movimiento terrestre, pero también generó dificultades para los sistemas informáticos que necesitan medir el tiempo con precisión. Por eso, desde mayo de 2027, se dejarán de incorporar esos segundos y se permitirá que la diferencia aumente gradualmente. 

A causa de la fricción de las mareas y el tirón gravitatorio de la Luna, la Tierra ralentiza su rotación de manera progresiva, haciendo que los días duren unos milisegundos más con el paso de los siglos.

Del movimiento del Sol a los relojes atómicos

Mucho antes de que existieran las pantallas y los circuitos integrados, las sociedades organizaban sus actividades a partir de fenómenos naturales. La salida y la puesta del Sol marcaban el transcurso del día, mientras que las fases de la Luna y las estaciones ordenaban la siembra, la cosecha y los calendarios. Más adelante llegaron los cuadrantes solares, las clepsidras de agua (dispositivo milenario que mide el tiempo a partir del flujo regulado de un líquido, generalmente agua de un recipiente a otro) y los primeros engranajes mecánicos.

Con la expansión del ferrocarril y el telégrafo a fines del siglo XIX, la hora dejó de depender de la observación solar de cada pueblo y el mundo adoptó un estándar unificado basado en el día solar medio, una jornada dividida en 86.400 segundos.

Una clepsidra es un reloj de agua antiguo que mide el paso del tiempo mediante el flujo regulado y constante de líquido que entra o sale de un recipiente graduado.

Sin embargo, a mediados del siglo XX las mediciones confirmaron que la rotación terrestre era variable y que los días se iban alargando. Para definir un segundo exacto e inmutable, los científicos acudieron a los registros astronómicos históricos y tomaron como referencia el promedio de la velocidad del planeta calculado en los siglos XVIII y XIX. “Originalmente se tomó el día solar medio entre los años 1750 y 1890, el promedio de cuánto tiempo tardaba la Tierra en girar alrededor de sí misma, y se definió el segundo de forma tal que entren 86.400 segundos en un día (el resultado de multiplicar 24 horas por 60 minutos y por 60 segundos). A partir de eso se decidió elegir una unidad basada en relojes atómicos, concretamente en una cierta vibración o transición cuántica del átomo de cesio 133”, detalló Sisterna.

La elección de este elemento no fue casual ya que el cesio 133 es un átomo químicamente puro en estado natural y su oscilación en el rango de las microondas es inmune a las perturbaciones magnéticas externas, lo que permite medirlo con absoluta regularidad. Mientras los relojes mecánicos o de cuarzo varían con la temperatura o el desgaste, los atómicos miden intervalos microscópicos con una desviación casi nula.

Uno de los primeros relojes atómicos “máser” a mediados de la década de 1950

Esa referencia aportó una estabilidad distinta, ya que a partir de ese momento, cada segundo pasó a equivaler formalmente a 9.192.631.770 ciclos de esa radiación. Sin embargo, esa misma exactitud dejó al descubierto el choque de fondo, mientras el reloj atómico corre a un ritmo continuo y parejo, la Tierra continúa girando a una velocidad variable.

Congelar los relojes: el costo del segundo intercalar

Para evitar que el mediodía astronómico se alejara de la hora oficial, en 1972 se implementó la utilización de los segundos intercalares. ”Cuando a mediados del siglo XX se empezó a medir el tiempo con relojes atómicos, se comprobó que la Tierra continuaba desacelerando. Para que el Sol no se fuera desfasando respecto a la hora oficial, se crearon estos ajustes. Agregar un segundo intercalar significa, literalmente, congelar todos los relojes atómicos del mundo durante un segundo y luego dejarlos correr de nuevo, esperando a que la rotación de la Tierra los alcance”, apuntó Sisterna.

Durante cincuenta años, esa pausa manual mantuvo en sintonía el cielo con los cuadrantes. Sin embargo, en un entorno hiperconectado, frenar la hora oficial de golpe se convirtió en una fuente constante de fallas críticas para servidores, plataformas bursátiles y redes globales. “En una sociedad crecientemente digitalizada, congelar los relojes atómicos genera graves problemas”, afirmó el docente. 

Los relojes atómicos son un aparato que utiliza una frecuencia de transición de electrones del espectro electromagnético de los átomos como un estándar de frecuencia sobre el cual marcar un cronometraje

En los últimos años, la situación se volvió aún más incierta debido a que la tierra comenzó a girar ligeramente más rápido y a marcar jornadas más cortas que el promedio histórico. Frente a esa tendencia, los especialistas advirtieron sobre la necesidad potencial de aplicar un segundo intercalar negativo, o sea, restar un segundo entero en lugar de agregarlo. La sola posibilidad de ejecutar ese ajuste, que nunca antes se implementó en la historia, aceleró los reclamos internacionales para archivar el sistema definitivamente. 

Cómo se puso de acuerdo el mundo para medir la hora

Tener relojes precisos no alcanzaba si cada país utilizaba una referencia diferente. Para que las comunicaciones, las operaciones financieras y los equipos científicos funcionaran de manera articulada, hacía falta fijar una escala internacional compartida. “La necesidad de tener una escala de tiempo internacional responde, por un lado, a ponernos de acuerdo en la hora y en el tiempo mundial para establecer una comunicación clara entre todos los países”, explicó Sisterna.

Sin embargo, el docente remarcó que “hoy en día, en ciencia, nadie mide una distancia con una regla: las distancias se miden a través del tiempo. Por eso es indispensable contar con una escala común y coordinada para todo el planeta”. Esa premisa rige el funcionamiento de tecnologías cotidianas como la geolocalización satelital, “el GPS funciona midiendo tiempos, lo que tardan las señales de radio en viajar desde un satélite hasta el receptor. La luz viaja a 300.000 kilómetros por segundo; si un reloj comete un error de apenas una millonésima de segundo al calcular ese viaje, la ubicación en el mapa se desvía cientos de metros. Para que el sistema no falle, es indispensable medir con una precisión del orden de los nanosegundos”, detalló el físico de la UNMDP.

Los sistemas satelitales dependen de una escala de tiempo continua e ininterrumpida para evitar desvíos en el mapa.

Esa referencia indispensable es el Tiempo Universal Coordinado, conocido por la sigla UTC. No surge de un único reloj central que comanda al planeta, sino de un cálculo que reúne y promedia los datos aportados por decenas de laboratorios alrededor del mundo. El Buró Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) procesa esas mediciones provenientes de unos 450 relojes atómicos distribuidos a nivel global. “El UTC tiene que ver justamente con coordinar todos los relojes atómicos del mundo que regulan el tiempo oficial de cada país, para que estén todos sincronizados”, señaló Sisterna. Esa estructura garantiza que, aunque cada Estado defina sus husos horarios y su hora civil según su conveniencia geográfica y social, la base métrica sobre la que se miden los segundos sea idéntica en cualquier rincón del planeta.

Qué va a pasar desde mayo de 2027

Frente a los riesgos informáticos y la amenaza de tener que aplicar un segundo intercalar negativo, la comunidad científica internacional resolvió cortar el problema de raíz. La Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) aprobó eliminar los ajustes periódicos y determinó que el UTC continuo comenzará a regir a partir de mayo de 2027. La resolución estableció además que se permitirá que la diferencia entre la rotación de la Tierra y la hora atómica aumente gradualmente hasta alcanzar un tope máximo de 3.600 segundos, es decir, exactamente una hora.

Esto no implica que en mayo de 2027 los relojes deban adelantarse o atrasarse. La vida cotidiana no sufrirá ninguna alteración, los dispositivos no requerirán parches manuales y el cambio resultará completamente imperceptible para la sociedad. “En la vida cotidiana no lo vamos a sentir en absoluto. Ya de por sí en ningún país del mundo el Sol está exactamente en el cenit a las doce del mediodía; eso es algo que no se cumple de forma estricta porque los husos horarios cambian de hora en hora en casi todo el planeta”, explicó Sisterna.

En 1972 entró formalmente en vigor el Tiempo Universal Coordinado (UTC), el estándar internacional que unificó bajo un mismo compás atómico los relojes de todos los países.

La verdadera modificación se medirá a escala histórica y geológica. Al dejar de corregir el desfase, la hora civil se irá alejando de forma microscópica del ritmo astronómico del planeta. “Lo que se va a hacer en reemplazo de los segundos intercalares es dejar que la rotación de la Tierra se vaya atrasando respecto del tiempo atómico que medimos. A lo largo de los siglos va a parecer que el Sol tarda un poco más en llegar a su punto más alto, hasta que en algún momento, dentro de varios siglos o tal vez un milenio, haya que agregar una hora intercalar completa”, detalló el físico. Ese hipotético salto futuro tampoco tiene fecha precisa, ya que fenómenos dinámicos como los deshielos, las corrientes oceánicas y la redistribución de masas internas en la Tierra continuarán alterando la velocidad de rotación de formas difíciles de modelar a largo plazo.

Ese margen de siglos confirma el cambio de paradigma de la medida, para garantizar que los servidores, satélites y redes no colapsen, el compás del planeta pasó a un segundo plano. “Estamos priorizando una escala creada por relojes atómicos por encima de la determinada por el movimiento de la Tierra. Es así, pero nuestras vidas dependen cada vez más de la tecnología y, en este caso concreto, de la estabilidad del tiempo atómico”, concluyó Sisterna.