Tempo rei

Tempo rei, ó, tempo rei, ó, tempo rei
Transformai as velhas formas do viver
Ensinai-me, ó, pai, o que eu ainda não sei

Mãe Senhora do Perpétuo, socorrei

Ah, o tempo! Inimigo da solidão e dos anseios, remédio para as dores. O tempo sempre foi admirado pelas sociedades, pelos filósofos, artistas e cientistas. E por isso, hoje daremos uma atenção um pouquinho especial para ele!
Não. Não falaremos de abstratismo poético nem mesmo de filosofia. Iremos hoje definir como os cientistas malucos fazem para mensurar o tempo. Deixe-me escrever melhor. Hoje iremos ver modos que os cientistas (muitos deles astrônomos) utilizam para conseguir medir o tempo para suas observações. E da mesma forma com os Sistemas de Coordenadas que vimos no post anterior, hoje definiremos alguns modos como utilizamos para medir o tempo.
O post de hoje será relativamente curto, porém não menos interessante. Então, senta na cadeira e bora começar.

O tempo

Na física, sabemos que o tempo é uma grandeza de extrema utilidade para medições de eventos físicos, uma vez que a imensa maioria dos eventos podem ser modelados segundo o seu desenvolvimento ao longo do tempo. Não à toa de sua importância, Isaac Newton postulou em seu livro Mathematical principles of natural philosophy:

O tempo absoluto, verdadeiro e matemático, por si mesmo e por sua própria natureza, flui uniformemente sem relação com nada externo, e também é chamado duração. O tempo relativo, aparente e comum, é uma medida sensível e externa da duração por meio do movimento. 

(Isaac Newton)
Devido a esta gigantesca importância, no mundo das exatas, astrônomos principalmente, criou-se sistemas de medida de tempo das mais diversas formas, desde a observação da posição dos astros no céu até a invenção do tempo atômico. Medições como essas auxiliaram, desde os povos antigos a estabelecerem períodos para certas ações, como plantio e colheita. 

Tempo Solar médio.

Este sistema tem como método de medição do tempo o caminhar aparente do Sol sobre o equador celeste (imagina uma linha imaginária que traça o céu que vemos em dois) em um movimento uniforme de mesmo sentido que o Sol verdadeiro (sim, o que vemos no céu durante um dia claro). Deste modo, uma vez que o Sol sempre percorrerá o céu com o mesmo período de tempo, podemos então estabelecer um critério de demarcação de tempo, a fim de estabelecer um método de sistema de tempo.
Para este sistema, denotamos que o horário local é o ângulo que se faz entre o azimute e a posição do Sol no céu, acrescido de 12 horas. E então define-se que o dia no sistema de tempo solar médio possui exatamente 24 horas. Este é o tempo médio que o Sol leva para retornar ao mesmo ponto no equador celeste, uma vez que se estabelece tal movimento aparente para o Sol. É deste fato imaginário que se tem a explicação do ano bissexto. O movimento real do Sol, ao longo de um ano, nos acrescenta 6 horas a mais do que o ano através do movimento imaginário. Portanto, a cada 4 anos, precisamos incluir um dia a mais nesse movimento aparente, assim corrigimos o movimento aparente com o movimento real do Sol.

Esquematização do tempo solar médio (imagem pega aqui).
Outra curiosidade a se ressaltar é que este sistema “brinca” com a posição aparente do Sol no céu, enquanto sabemos que mesmo esta pequena estrela possui um movimento aparente para nós (o que chamamos de Lemniscata Solar). Portanto, haverá dias no ano que o dia é mais longo, dias do ano em que o dia é mais curto, dias em que a sombra, ao meio dia, estará a pino, dias em que a sombra não estará a pino ao meio dia. Porém, os dias continuarão a ter 24h precisos e sempre se repetindo.

Lemniscata Solar. Retirada do site Astrologia Carmica

Fuso Horário e tempo legal

Como vimos no sistema de tempo anterior, a hora local é marcada como o ângulo do Sol em relação ao azimute (o ponto bem acima da sua cabeça). Pelo fato de o horário ser marcado por uma questão geométrica, o horário local pode ser diferentes em locais próximo. Por exemplo, o horário local na cidade de São Paulo poderia ser diferente da cidade de Ribeirão Preto (interior de São Paulo) se utilizássemos esse sistema de medida.
Logo, para evitar tais erros, o sistema de fuso horário foi estabelecido. Para tal, dividiu-se a Terra em 24 fusos iguais (podemos perceber que cada fuso terá um ângulo de 15 graus), na qual cada fuso teria seu horário local em um intervalo de 1 hora. O marco zero se encontra sobre o meridiano de Greenwich, meridiano localizado no meio do fuso 0. A partir deste meridiano, a cada 15 graus para oeste se estabelece o meio de um novo meridiano, de 0 a +12h, e a cada 15 graus a leste também se define um novo meridiano, mas de 0 a -12h.
Assim, define-se como hora civil o horário de cada fuso e não mais o ângulo do Sol aparente. Desta forma, o problema apresentado entre as duas cidade no estado de São Paulo seria resolvido. Mas cria-se um novo. E quando a divisa de um meridiano passa no meio de uma cidade? Esta cidade teria dois horários diferentes? Não, leitor. Para este problema, foi estabelecido o tempo legal. Isto não passa de uma gambiarra feita para que cidades não fossem cortadas ao meio pelos meridianos. Assim, um meridiano pode sofrer certo ajustes quanto a sua linha reta para englobar toda uma cidade ou região, logo eliminando tal problema.

Imagem retirada do site Globo Educação.
E vale aqui uma curiosidade. No mundo aeronáutico, é extremamente utilizado o conhecido horário universal, ou horário UTC. UTC vem de Coordinated Universal Time, e serve para estabelecer um horário único mundial. Este horário compreende a hora no fuso 0h (que contém o meridiano de Greenwich) em qualquer lugar do planeta. Por exemplo, se no horário oficial de Brasília temos que são 15:00, logo o horário UTC em Brasília serão 18:00, pois nos encontramos três meridianos a leste do meridiano de Greenwich. Na cidade de Samara, Rússia, que se encontra a quatro fusos a oeste do meridiano de Greenwich, quando for 20:00 local, serão 16:00 UTC. Entendido?? Se sim, deixo uma pergunta para o leitor responder nos comentários: qual será o horário UTC em Rio Branco (Acre) quando for 15:00 horas em Brasília?

Data Juliana

Nosso último sistema de tempo não tem muita aplicabilidade em nossa sociedade nem em nossos dia-a-dia, mas ela é extremamente utilizada no mundo aeroespacial. A data Juliana (DJ) é uma convenção feita pelos astrônomos para que se possa facilitar na determinação do intervalo de tempo entre eventos. Este sistema nos dá o horário como um número fracionado que conta a quantidade de tempo passado desde ao meio-dia do dia primeiro de janeiro de 4713 a.C. Para se calcular a data Juliana, tem-se
onde int() é o inteiro de um número, A é o ano, M é o mês e D é o dia. UT é o horário universal como vimos acima. Então, por exemplo, a data Juliana, DJ, correspondente ao dia 24 de agosto de 2010, às 18:00 UTC, é 2455433,25 dias. Este sistema se torna interessante, pois transforma um intervalo de tempo, a qual se deveria analisar as questões de minutos e segundo, em números fracionais, assim facilitando a modelagem de eventos como a posição do Sol em relação à Terra.
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Referências utilizadas neste post
O Espaço e o Tempo, entre a ciência e a filosofia: notas para o ensino de física. Ricardo Alves Ferreira e outros. VII Encontro nacional de pesquisas em Educação em Ciência.
– Fundamentos da Astronáutica, de autores Maria Cecília França de Paula Santos Zanardi e Sandro da Silva Fernandes. ÓTIMO livro para quem quer se aprofundar no assunto. Mas cuidado, requer um conhecimento de cálculo diferencial e integral!!

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