Tempo

magnitude física coa que medimos a duración ou separación de acontecimentos

Comunmente o tempo[1] é o concepto que permite comprender a mudanza, a transformación. Nesta liña é así mesmo a base (o paso do tempo, o instante de tempo no que nos achamos) para falarmos de pasado, presente e futuro.

Un reloxo é calquera dispositivo que pode medir o tempo transcorrido entre dous eventos que suceden respecto dun observador.

Por este motivo o tempo é un problema fundamental, e permanentemente aberto, de todo o que ten que ver coa experiencia e o coñecemento. Así, a súa concepción, o seu lugar no discurso vai ser fundamental nas distintas concepcións filosóficas. Tamén na física vai ser chave a súa caracterización. E como consecuencia, o impacto das distintas concepcións do mesmo na cultura vai ser enorme, facéndose presente en todo momento nas distintas artes, desde a poesía ata o cinema.

FísicaEditar

Na física actual, desde a aparición da teoría da relatividade, o tempo é considerado como unha variábel do espazo-tempo. Así futuro e pasado non se definen con base exclusiva no tempo, senón na causalidade: un suceso é posterior a outro se é posíbel unha relación de causalidade entre eles. Senón, cal sexa primeiro ou despois vai depender do sistema de referencia que se considere.

Porén, na física clásica, na mecánica newtoniana, o tempo é absoluto e independente do lugar e das interaccións. O pasado e o futuro estaban perfectamente definidos, todo canto ocorría nun mesmo instante nun sistema de referencia, tamén ocorría nun mesmo instante en calquera outro sistema de referencia que for considerado. Pero esta concepción achouse incapaz de explicar unha serie de fenómenos observados (aberracións, invarianza da velocidade da luz etc.), de xeito que a comezos do século XX, levaron á formulación da teoría da relatividade por Albert Einstein.

Mecánica clásicaEditar

Na mecánica clásica, o tempo concíbese como unha magnitude absoluta, é dicir, é un escalar, cunha medida idéntica para todos os observadores. Esta concepción do tempo recibe o nome de tempo absoluto. Esa concepción está de acordo coa concepción filosófica de Kant, que establece o espazo e o tempo como necesarios para calquera experiencia humana. Kant tamén concluíu que o espazo e o tempo eran conceptos subxectivos.

Fixado un suceso, cada observador clasifica o resto dos sucesos segundo unha división tripartita clasificándoos en: (1) sucesos pasados, (2) sucesos futuros e (3) sucesos nin pasados nin futuros. A mecánica clásica e a física prerrelativista asumen:

  1. Fixado un acontecemento concreto todos os observadores sexa cal for o seu estado de movemento dividen o resto dos sucesos nos mesmos tres conxuntos (1), (2) e (3), é dicir, dous observadores diferentes coincidirán en que sucesos pertencen ao pasado, ao presente e ao futuro; por iso o tempo cualifícase de "absoluto", porque é unha distinción válida para todos os observadores.
  2. A última categoría, (3), está formada por un conxunto de puntos tridimensional, que de feito ten a estrutura de espazo euclidiano (o espazo nun instante dado). Fixado un suceso, calquera outro suceso simultáneo, de acordo coa mecánica clásica estará situado na categoría (3).

Mecánica relativistaEditar

Na mecánica relativista a medida do transcurso do tempo depende do sistema de referencia onte estea situado o observador e do seu estado de movemento, é dicir, diferentes observadores miden diferentes tempos transcorridos entre dous sucesos causalmente conectados. Polo tanto, a duración dun proceso depende do sistema de referencia onde se atopa o observador.

De acordo coa teoría da relatividade, fixados dous observadores situados en diferentes marcos de referencia, dous sucesos A e B dentro da categoría (3) (sucesos nin pasados nin futuros), poden ser percibidos polos dous observadores como simultáneos, ou pode que A ocorra "antes" que B para o primeiro observador mentres que B ocorre "antes" de A para o segundo observador. Nesas circunstancias non existe, polo tanto, ningunha posibilidade de establecer unha noción absoluta de simultaneidade independente do observador. Segundo a relatividade xeral o conxunto dos sucesos dentro da categoría (3) é un subconxunto tetradimensional topoloxicamente aberto do espazo-tempo. Cómpre aclarar que esta teoría só parece funcionar coa ríxida condición de dous marcos de referencia só. Cando se agrega un marco de referencia adicional, a teoría da relatividade queda invalidada: o observador A na Terra percibirá que o observador B viaxa a maior velocidade dentro dunha nave espacial xirando arredor da Terra a 7000 quilómetros por segundo. O observador B notará que o dato de tempo no reloxo se desacelerou e conclúe que o tempo se dilatou a causa da velocidade da nave. Un observador C localizado fóra do sistema solar, notará que tanto o home na Terra como o astronauta que xira arredor da Terra, están viaxando simultaneamente a 28 quilómetros por segundo arredor do Sol. A máis certeira conclusión sobre o comportamento do reloxo na nave espacial, é que ese reloxo está funcionando mal, porque non foi calibrado nin probado para eses novos cambios no seu ambiente. Esta conclusión está respaldada polo feito de non existir proba ningunha que mostre que o tempo é obxectivo.

Dilatación do tempoEditar

Se o tempo propio é a duración dun suceso medido en repouso respecto a ese sistema, a duración dese suceso medida dende un sistema de referencia que se move con velocidade constante con respecto ao suceso vén dada por:

 

Mecánica cuánticaEditar

Na mecánica cuántica debe distinguirse entre a mecánica cuántica convencional, en que se pode traballar baixo o suposto clásico dun tempo absoluto, e a mecánica cuántica relativista, dentro da que, igual que sucede na teoría da relatividade, o suposto dun tempo absoluto é inaceptable e inapropiado.

UnidadesEditar

A unidade de medida de tempo no SI é o segundo. Outras medidas comunmente empregadas amósanse a continuación:

A medición do tempoEditar

 
Reloxo de sol de peto.

A cronoloxía (histórica, xeolóxica etc.) permite datar os momentos en que ocorren determinados feitos (lapsos relativamente breves) ou procesos (lapsos de duración maior). Nunha liña de tempo pódese representar graficamente os momentos históricos en puntos e os procesos en segmentos.

As formas e instrumentos para medir o tempo son de uso moi antigo, e todas elas baséanse na medición do movemento, do cambio material dun obxecto a través do tempo, que é o que pode medirse. Nun principio comezáronse a medir os movementos dos astros, especialmente o movemento aparente do Sol, dando lugar ao tempo solar aparente. O desenvolvemento da astronomía fixo que, de xeito paulatino, se fosen creando diversos instrumentos, tales como os reloxos de sol, as clepsidras ou os reloxos de area e os cronómetros.

O tempo marcado polo reloxo non é universal, senón unha construción histórica. Medir o tempo significa en principio rexistrar coincidencias. Cando alguén marca un compromiso, digamos ás 13:00 horas do presente día, está informando de que ela estará no lugar acordado cando o punteiro grande do reloxo colocado naquel lugar coincida coa marca no dial sobre a que está a inscrición "12", e o punteiro pequeno coincida coa marca asociada á inscrición "1".

A medida de tempo require polo tanto dun aparello que produza eventos repetitivos e regulares. A igualdade esperada entre o intervalo de tempo que separa calquera dous eventos especificados no reloxo e os intervalos que separan as asociadas repeticións destes mesmos dous eventos é alcanzada mediante a simetría establecida a propósito na construción do mecanismo físico que irá funcionar como "base de tempo" do reloxo, normalmente un oscilador dalgún tipo: mecánico, eléctrico ou outro. En particular, debe facerse un esforzo para garantir que cada ciclo se procese baixo condicións análogas ás presentes nos ciclos anteriores, tanto no que se refira ás condicións iniciais do ciclo (particularmente no que atinxe á enerxía total, a configuración e distribución de mas e mesmo á carga eléctrica total do sistema) tanto no que se refira á evolución do ciclo, en particular para garantías sobre a constancia das leis físicas que o gobernen.

Nos reloxos mecánicos o oscilador normalmente está constituído por un sistema masa mol, ou en casos dalgúns reloxos por péndulos. Nos reloxos eléctricos o oscilador pode estar construído só con compoñentes eléctricos, mais por cuestións de precisión é moi común que as oscilacións deste sexan controladas por un cristal piezeléctrico, cristal en que as vibracións mecánicas da súa estrutura se acompañan pola produción de cargas eléctricas nas superficies do mesmo en virtude das súas propiedades estruturais a nivel molecular. Para tornar o reloxo dúas veces máis preciso, precisaban fornecer o duplo de calor.[2]

Aínda que os reloxos con elevada precisión sexan artefactos atopados cunha enorme facilidade nas máis variadas formas, modelos e tamaños, e ás veces cun custo baixo, tal precisión e accesibilidade é algo moi recente na historia das sociedades. Na época das grandes navegacións, hai uns 500 anos, dispositivos como estes existían só nos soños dos navegantes. Nas súas primeiras versións, a construción de reloxos con incertezas de decenas de minutos ao día xa implicaba un gran progreso. Posteriormente, a determinación da medida do tempo foise perfeccionando ata chegar ao reloxo atómico. O reloxo atómico está calibrado para contar 9 192 631 770 vibracións do átomo de Cesio para logo facer un "tic".

Na ausencia de reloxos artificiais a humanidade valeuse, ao longo da súa historia, da regularidade observada en certos fenómenos naturais, especialmente os astronómicos para establecer os padróns para a determinación e medida do tempo: o intervalo coñecido como día débese á rotación da Terra, a semana débese ás fases da Lúa, a lunación serviu de base para a definición de mes e a traslación da Terra deu lugar ao concepto de ano.

NotasEditar

  1. Definicións no Dicionario da Real Academia Galega e no Portal das Palabras para tempo.
  2. University, Lancaster (2021-05-11). "Clock Experiment Shows a Fundamental Connection Between Energy Consumption and Accuracy". SciTechDaily (en inglés). Consultado o 2021-05-13. 

Véxase taménEditar

BibliografíaEditar

Outros artigosEditar