Medidas do Tempo
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Ter 9 Ago 2005 00:46 |
- Detalhes
- Categoria: Astronomia
- Atualização: Segunda, 25 Janeiro 2010 01:00
- Autor: vovó Vicki
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A medida do tempo se baseia no movimento de rotação da Terra, a qual provoca a rotação aparente da esfera celeste.
O tempo solar
O tempo solar tem como referência o Sol. A seguir, algumas definições importantes:
- Tempo solar verdadeiro: é o ângulo horário do centro do Sol.
- Tempo solar médio: é o ângulo horário do centro do sol médio. O sol médio é um sol fictício que se move ao longo do Equador celeste com velocidade angular constante, de modo que os dias solares médios são iguais entre si. Na verdade, o Sol verdadeiro se move ao longo da Eclíptica e os dias solares verdadeiros não são iguais entre si porque o movimento do Sol na eclíptica não tem velocidade angular constante. Mas o movimento do Sol na eclíptica é anualmente periódico, assim o ano solar médio é igual ao ano solar verdadeiro.
- Equação do Tempo: é a diferença entre o tempo solar verdadeiro e o tempo solar médio. Seu maior valor positivo é cerca de 16 minutos e seu maior valor negativo é cerca de 14 minutos. Esta é a diferença entre o meio dia verdadeiro (passagem meridiana do Sol), e o meio dia do Sol médio. Quando se faz a determinação da longitude de um local pela medida da passagem meridiana do Sol, se não corrigirmos a hora local do centro do meridiano pela equação do tempo, poderemos introduzir um erro de até 4 graus na longitude.
A linha azul corresponde à declinação do Sol
A linha vermelha é a equação do tempo
Também é possível derivar a equação do tempo, definida como o ângulo horário do Sol menos o ângulo horário do sol médio, expressando-a como:
onde 
é a longitude eclíptica do Sol e 
a longitude do Sol médio. Esta equação divide o problema em dois termos. O primeiro, chamado de redução ao equador, leva em conta que o Sol real se move na eclíptica enquanto o Sol médio, fictício, se move no equador; o segundo é denominado equação do centro, que leva em conta a elipticidade da órbita.
A equação do tempo pode ser expressa em uma série envolvendo somente a longitude do Sol médio:
O valor tabulado no Astronomical Ephemeris não é diretamente E, mas a efeméride do Sol no trânsito. Esta efeméride é o instante da passagem do Sol pelo meridiano da efeméride e é 12h menos a equação do tempo naquele instante.
- Tempo civil (Tc): é o tempo solar médio acrescido de 12h, isto é, usa como origem do dia o instante em que o sol médio passa pelo meridiano inferior do lugar. A razão da instituição do tempo civil é não mudar a data durante as horas de maior atividade da humanidade nos ramos financeiro, comercial e industrial, o que acarretaria inúmeros problemas de ordem prática.
- Tempo universal (TU): é o tempo civil de Greenwich. Note que os tempos acima são locais, dependendo do ângulo horário do Sol, verdadeiro ou médio. Se medirmos diretamente o tempo solar, este provavelmente vai ser diferente daquele que o relógio marca, pois não usamos o tempo local na nossa vida diária - usamos o tempo do fuso horário mais próximo.
Fusos horários
De acordo com a definição de tempo civil, lugares de longitudes diferentes têm horas diferentes porque têm meridianos diferentes. Inicialmente, cada nação tinha a sua hora, que era a hora do seu meridiano principal. Por exemplo, a Inglaterra tinha a hora do meridiano que passava por Greenwich, a França tinha a hora do meridiano que passava por Paris. Como as diferença de longitudes entre os meridianos escolhidos não eram horas e minutos exatos, as mudança de horas de um país para outro exigiam cálculos incômodos. Para evitar isso, adotou-se o convênio internacional dos fusos horários.
Cada fuso compreende 15 graus e corresponde a 1 hora. Fuso zero é aquele cujo meridiano central passa por Greenwich. Os fusos variam de 0h a +12h para leste de Greenwich e de 0h a -12h para oeste de Greenwich. Todos os lugares de um determinado fuso, apesar de não estarem exatamente sobre o meridiano do fuso, têm a hora do meridiano central do fuso.
- Hora legal: é a hora civil do meridiano central do fuso.
- -2h: arquipélago de Fernando de Noronha.
- -3h: estados do litoral, Minas, Goiás, Tocantins e parte oriental do Pará.
- -4h: parte ocidental do Pará, parte oriental do Amazonas, Mato Grosso do Norte e Mato Grosso do Sul.
- -5h: parte ocidental do Amazonas e Acre.
- Tempo Atômico Internacional: desde 1967, quando um segundo foi definido como 9.192.631.770 vezes o período da luz emitida pelo isótopo 133 do Césio, no nível fundamental, passando do nível hiperfino F=4 para F=3, se usa o TAI, dado por uma média de vários relógios atômicos muito precisos. Hoje em dia se usa a transição maser do hidrogênio, ainda mais precisa. O TAI varia menos de 1 segundo em 3 milhões de anos. Mas existem objetos astronômicos ainda mais precisos, como a estrela anã branca G117-B15A, cujo período de pulsação ótica varia menos de 1 segundo em 10 milhões de anos, e pulsares em rádio, ainda mais precisos.
Obsevando a fig 1.2 constata-se que o Brasil abrange quatro fusos horários:
Eras
Sob a perspectiva astronômica, uma era zodiacal, como a Era de Aquarius, é definida como o período em anos em que o Sol, no dia do equinócio vernal (março), nascer naquela constelação - por exemplo, Áries, Peixes ou Aquário. Com o passar dos séculos, a posição do Sol no equinócio vernal, vista por um observador na Terra, parece mudar devido ao movimento de Precessão dos Equinócios, descoberto por Hiparcos e explicado teóricamente por Newton como sendo devido ao torque causado pelo Sol no bojo da Terra e à conservação do momentum angular.
A área de uma constelação é definida por uma borda imaginária que a separa no céu das outras constelações. Em 1929, a União Astronômica Internacional definiu as bordas das 88 constelações oficiais, publicadas em 1930 em um trabalho entitulado Delimitation Scientifique des Constellations. A borda estabelecida entre Peixes e Aquário coloca o início da Era de Aquário em 2600 d.C.
Calendários
Desde a Antiguidade existem dificuldades na criação de um calendário, pois o ano (duração da revolução aparente do Sol em torno da Terra) não é um múltiplo exato da duração do dia ou da duração do mês. Os Babilônios, Egípcios, Gregos e Maias já tinham determinado essa diferença. É importante distinguir dois tipos de anos:
- Ano sideral, que é o período de revolução da Terra em torno do Sol em relação às estrelas. Seu comprimento é de 365,2564 dias solares médios, ou 365d 6h 9m 10s.
- Ano tropical, que é o período de revolução da Terra em torno do Sol em relação ao Equinócio Vernal, isto é, em relação ao início da estações. Seu comprimento é 365,2422 dias solares médios, ou 365d 5h 48m 46s. Devido ao movimento de precessão da terra, o ano tropical é levemente menor do que o ano sideral. O calendário se baseia no ano tropical.
Mais detalhes sobre os calendários em geral você encontra nos textos reunidos sob o título Calendários.
Fontes
Reprodução parcial de "Medidas de Tempo", de Kepler de Souza Oliveira Filho e Maria de Fátima Oliveira Saraiva, da UFRGS. O texto completo você encontra em Medidas de Tempo.
Texto publicado pela primeira vez na Aldeia NumaBoa em 27 de setembro de 2003.