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En el año 1543
Copernico demostró que la sucesión de las noches y los días
está causada por la rotación de la Tierra sobre su propio
eje. Esta rotación es notablemente uniforme y permanece prácticamente
invariable en el curso de los siglos. Más tarde se descubrió
que existe un mecanismo que disminuye muy lenta pero permanentemente la
rotación y que es debido a las mareas.
Para establecer la duración
de una rotación completa de la Tierra es necesario fijar algún
punto de referencia. Los más convenientes para este propósito
son una estrella, el punto Aries, una estrella y el Sol.
El intervalo de tiempo
transcurrido entre dos pasos consecutivos de:
- una estrella determinada por el meridiano
del lugar es el día sideral.
Su duración es de 23h 56m 4.090s.
- el punto Aries por el meridiano del
lugar define el día sidereo.
Como hay un retraso del punto Aries de 50 segundos por año, su
duración es aproximadamente 50/365 =0.14 segundos menor que el
día sideral.
- el Sol por el meridiano del lugar es
el día solar verdadero. Haciendo
observaciones en distintas épocas del año se comprueba
que los días solares así definidos no son todos iguales
debido a que la Tierra acelera su movimiento de traslación en
el perihelio
y se mueve más lentamente en el afelio.
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El promedio de todos los
días solares verdaderos recibe el nombre de día
solar medio que es utilizado en la vida diaria, gobernada por
la posición del Sol. Equivale a considerar que el movimiento aparente
del Sol es uniforme, esto es, que se mueve a través del ecuador
celeste con un movimiento angular constante, describiendo una revolución
completa en un año. Su duración es de 24 horas.
Con el fin de obtener
una escala de tiempo uniforme, necesaria para la vida diaria y que pueda
ser medida con los relojes, se define el tiempo
solar medio (tsm) que es el
tiempo solar verdadero (tsv) corregido de todas las desigualdades
(representadas por E), así resulta la ecuación del tiempo
tsm
= tsv + E
El tsm
comienza al mediodía, cuando el Sol pasa por el meridiano y por
tanto su ángulo horario es Ho = 0, pero como el día civil
comienza a medianoche, definimos el tiempo civil de un lugar como el tsm
de ese lugar aumentado en 12h,
t
(civil) = tsm + 12h
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La unificación
de criterios sobre el establecimiento de la hora en los distintos puntos
de la Tierra está basada en la introducción de husos horarios,
cada uno de los cuales abarca 15o (360o/24 = 15o)
y en la adopción como origen del tiempo civil de Greenwich, cuya
longitud geográfica es cero. De esta manera el tiempo
universal (TU) viene dado por
TU
= t (civil) + longitud
Los
husos horarios están
comprendidos entre meridianos separados 15o. La hora dentro
de los territorios comprendidos dentro de un huso es la misma. Hacia el
Este la hora adelanta.
El
tiempo legal es el que rige en un país. En España
peninsular el tiempo legal es el TU, la que se la añade 1h en invierno
y 2h en verano. El archipiélago canario, más al Oeste y
en otro huso horario tiene una hora de retraso respecto la península.
Todos los lugares
de la misma longitud geográfica tienen el mismo tiempo local. Si
nos regimos por el Sol verdadero hablaremos de tiempo local verdadero
( que marca un reloj de Sol) y si nos guiamos por el Sol medio obtendremos
el tiempo local medio. Los husos horarios dividen la Tierra en 24 zonas
de 15o.
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Es el tiempo transcurrido
entre dos pasos sucesivos del Sol por un punto de referencia.
- Cuando elegimos un
punto del cielo, resulta el año sidéreo.
Corresponde al verdadero periodo de revolución de la tierra y
es igual a 365.25636 días solares medios ( 365 días 6
h 48m 9.55s ).
- Cuando elegimos el punto Aries, se
denomina año trópico.
Su duración es 365.24220 días (365 días 5h 48m
45.77s). Como ^ retrocede 50".3 cada
año, el año trópico es más corto que el
año sidereo.
- Cuando elegimos el perihelio, recibe
el nombre de año anomalístico.
Tiene una duración de 365.25954 días (365 días
6h 13m 53.21s).
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Por
razones prácticas el año debe consistir en un número
entero de días. Sin embargo una año
civil tiene una duración de
365.2425
días solares medios = 365 + 1/4 -3/400
Por
esta razón, buscando una mejor coincidencia con el periodo de revolución
de la Tierra alrededor del Sol, se establece un ajuste durante un periodo
de cuatro años. Tres de los cuales tienen 365 días y el
cuarto, denominado bisiesto, 366 días. Son bisiestos todos los
años divisibles por cuatro, excepto aquellos que inician un siglo
y no son divisibles por 400. Por tanto los años 1600 y 2000 son
bisiestos.
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1.7. Tiempo astronómico y civil 
