(CNN) — Quiz\u00e1 la mayor rareza de nuestro universo sea el problema inherente a la medici\u00f3n del tiempo: los segundos pasan un poco m\u00e1s r\u00e1pido en la cima de una monta\u00f1a que en los valles de la Tierra.<\/p>\n
En la pr\u00e1ctica, la mayor\u00eda de la gente no tiene que preocuparse por esas diferencias.<\/p>\n
Pero una renovada carrera espacial hace que Estados Unidos y sus aliados, as\u00ed como China, se apresuren a crear asentamientos permanentes en la Luna, y eso ha vuelto a poner en primer plano las idiosincrasias del tiempo.<\/p>\n
En la superficie lunar, un solo d\u00eda terrestre ser\u00eda aproximadamente 56 microsegundos m\u00e1s corto que en nuestro planeta, una cifra min\u00fascula que puede dar lugar a importantes incoherencias a lo largo del tiempo.<\/p>\n
El agujero negro de nuestra galaxia gira a gran velocidad y arrastra consigo el espacio-tiempo, seg\u00fan los cient\u00edficos<\/p>\n
La NASA y sus socios internacionales est\u00e1n tratando de resolver este problema.<\/p>\n
Los cient\u00edficos no pretenden crear una nueva «zona horaria» en la Luna, como han sugerido algunos titulares, explica Cheryl Gramling, responsable de Posici\u00f3n Lunar, Navegaci\u00f3n, Cronometr\u00eda y Normas del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Maryland. M\u00e1s bien, la agencia espacial y sus socios pretenden crear una «escala de tiempo» o sistema de medici\u00f3n totalmente nuevo que tenga en cuenta el hecho de que los segundos pasan m\u00e1s r\u00e1pido en la Luna, se\u00f1al\u00f3 Gramling.<\/p>\n
La NASA trabaja con sus socios internacionales en la creaci\u00f3n de un m\u00e9todo para medir el tiempo en la Luna, vista desde Kars, Turqu\u00eda, el 18 de mayo. Cr\u00e9dito: Omer Tarsuslu\/Anadolu\/Getty Images<\/p>\n
El objetivo de la agencia es trabajar con socios internacionales para establecer un nuevo m\u00e9todo de seguimiento del tiempo, espec\u00edficamente para la Luna, que las naciones con capacidad espacial acuerden observar.<\/p>\n
Un reciente memorando de la Casa Blanca tambi\u00e9n ordenaba a la NASA que trazara sus planes para esta nueva escala de tiempo antes del 31 de diciembre, calific\u00e1ndola de «fundamental» para los renovados esfuerzos de EE.UU. por explorar la superficie lunar. El memorando tambi\u00e9n pide a la NASA que ponga en marcha este sistema antes de finales de 2026, el mismo a\u00f1o en que la agencia espacial pretende devolver astronautas a la Luna por primera vez en cinco d\u00e9cadas.<\/p>\n
Para los cronometradores del mundo, los pr\u00f3ximos meses podr\u00edan ser cruciales para averiguar c\u00f3mo mantener con precisi\u00f3n la hora lunar y llegar a acuerdos sobre c\u00f3mo, cu\u00e1ndo y d\u00f3nde colocar relojes en la Luna.<\/p>\n
En palabras de Gramling a CNN, este marco ser\u00e1 crucial para los humanos que visiten nuestro vecino celeste m\u00e1s cercano.<\/p>\n
Los astronautas en la Luna, por ejemplo, van a salir de sus h\u00e1bitats para explorar la superficie y llevar a cabo investigaciones cient\u00edficas, dijo. Tambi\u00e9n se comunicar\u00e1n entre ellos o conducir\u00e1n sus buggies lunares mientras est\u00e9n en la superficie lunar.<\/p>\n
«Cuando naveguen en relaci\u00f3n con la Luna», dijo Gramling, «el tiempo tiene que ser relativo a la Luna».<\/p>\n
Un raro acontecimiento lunar podr\u00eda revelar el v\u00ednculo de Stonehenge con la Luna<\/p>\n
Breve historia de la hora terrestre<\/p>\n
Los sencillos relojes solares o las formaciones de piedra, que siguen las sombras cuando el sol pasa por encima, marcan la progresi\u00f3n de un d\u00eda de la misma manera que las cambiantes fases de la luna pueden registrar el paso de un mes en la Tierra. Estos cron\u00f3metros naturales han mantenido a los humanos en hora durante milenios.<\/p>\n
Pero quiz\u00e1 desde que los relojes mec\u00e1nicos se impusieron a principios del siglo XIV, los relojeros se han vuelto cada vez m\u00e1s quisquillosos con la precisi\u00f3n.<\/p>\n
La medici\u00f3n exacta de los segundos tambi\u00e9n se complic\u00f3 a principios del siglo XX, gracias a Albert Einstein, el f\u00edsico alem\u00e1n que sacudi\u00f3 a la comunidad cient\u00edfica con sus teor\u00edas de la relatividad especial y general.<\/p>\n
En la imagen, el antiguo reloj de sol de m\u00e1rmol del Palacio Paco de Sao Miguel, en \u00c9vora, Portugal. Durante milenios, los relojes de sol han mantenido a los humanos en hora. Cr\u00e9dito: Geography Photos\/Universal Images Group\/Getty Images<\/p>\n
«Maldito Einstein, invent\u00f3 la relatividad general y de ella se derivan muchas cosas extra\u00f1as», afirma Bruce Betts, cient\u00edfico jefe de la Sociedad Planetaria, una organizaci\u00f3n sin fines de lucro dedicada al espacio. «Una de ellas es que la gravedad ralentiza el tiempo».<\/p>\n
La relatividad general es complicada, pero a grandes rasgos es un marco que explica c\u00f3mo afecta la gravedad al espacio y al tiempo.<\/p>\n
Imaginemos que nuestro sistema solar es un trozo de tela suspendido en el aire. Ese tejido es el espacio y el tiempo, que, seg\u00fan las teor\u00edas de Einstein, est\u00e1n inextricablemente unidos. Y cada cuerpo celeste del sistema solar, desde el Sol hasta los planetas, es como una pesada bola que se asienta sobre la tela. Cuanto m\u00e1s pesada es la bola, m\u00e1s profunda es la hendidura que crea, deformando el espacio y el tiempo.<\/p>\n
Incluso la idea de un «segundo» terrestre es un concepto humano dif\u00edcil de medir. Y fue la teor\u00eda de la relatividad general de Einstein la que explic\u00f3 por qu\u00e9 el tiempo pasa un poco m\u00e1s despacio a menor altitud, porque la gravedad tiene un efecto m\u00e1s fuerte cerca de un objeto masivo (como nuestro planeta).<\/p>\n
Los cient\u00edficos han encontrado una soluci\u00f3n moderna a todas las complicaciones de la relatividad para la medici\u00f3n del tiempo en la Tierra: para compensar las diferencias imperceptibles, han instalado varios centenares de relojes at\u00f3micos en distintos puntos del planeta. Los relojes at\u00f3micos son instrumentos ultraprecisos que utilizan la vibraci\u00f3n de los \u00e1tomos para medir el paso del tiempo y, de acuerdo con las teor\u00edas de Einstein, funcionan m\u00e1s despacio cuanto m\u00e1s cerca est\u00e1n de la superficie terrestre.<\/p>\n
Las lecturas de los relojes at\u00f3micos de todo el mundo pueden promediarse para obtener una noci\u00f3n del tiempo lo m\u00e1s amplia pero precisa posible para el planeta Tierra en su conjunto, lo que nos da el Tiempo Universal Coordinado, o UTC. Sin embargo, ocasionalmente se tienen en cuenta los «segundos intercalares» para mantener el UTC en l\u00ednea con los ligeros cambios en la velocidad de rotaci\u00f3n de la Tierra.<\/p>\n
Segundo intercalar: una gu\u00eda para saber todo sobre el d\u00eda m\u00e1s largo del a\u00f1o<\/p>\n
Seg\u00fan Kevin Coggins, administrador adjunto y director del Programa de Comunicaciones Espaciales y Navegaci\u00f3n de la NASA, esta met\u00f3dica forma de medir el tiempo contribuye a que el mundo moderno gire, metaf\u00f3ricamente hablando.<\/p>\n
«Si uno ha investigado el tiempo en la Tierra, se da cuenta de que es el factor cr\u00edtico que lo hace posible todo: la econom\u00eda, la seguridad alimentaria, el comercio, la comunidad financiera, incluso la prospecci\u00f3n petrol\u00edfera. Utilizan relojes de gran precisi\u00f3n», afirma Coggins. «Est\u00e1 en todo lo importante de la sociedad moderna».<\/p>\n
El f\u00edsico de origen alem\u00e1n Albert Einstein, fotografiado aqu\u00ed en 1939, desarroll\u00f3 las teor\u00edas de la relatividad especial y general. Cr\u00e9dito: MPI\/Archive Photos\/Getty Images<\/p>\n
Espacio, tiempo: una cuesti\u00f3n permanente<\/p>\n
Si el tiempo se mueve de forma diferente en las cumbres de las monta\u00f1as que en las orillas del oc\u00e9ano, puede imaginarse que las cosas se vuelven a\u00fan m\u00e1s extra\u00f1as cuanto m\u00e1s se aleja uno de la Tierra.<\/p>\n
Para a\u00f1adir m\u00e1s complicaci\u00f3n: el tiempo tambi\u00e9n pasa m\u00e1s despacio cuanto m\u00e1s r\u00e1pido se mueve una persona o una nave espacial, seg\u00fan la teor\u00eda de la relatividad especial de Einstein.<\/p>\n
Los astronautas de la Estaci\u00f3n Espacial Internacional, por ejemplo, tienen suerte, afirma el Dr. Bijunath Patla, f\u00edsico te\u00f3rico del Instituto Nacional de Est\u00e1ndares y Tecnolog\u00eda de EE.UU., en una entrevista telef\u00f3nica. Aunque la estaci\u00f3n espacial orbita a unos 322 kil\u00f3metros por encima de la superficie terrestre, tambi\u00e9n viaja a gran velocidad dando 16 vueltas al planeta al d\u00eda, por lo que los efectos de la relatividad se anulan en cierto modo entre s\u00ed, explica Patla. Por esta raz\u00f3n, los astronautas del laboratorio orbital pueden utilizar f\u00e1cilmente la hora terrestre para cumplir el horario.<\/p>\n
Para otras misiones, no es tan sencillo. Afortunadamente, los cient\u00edficos ya tienen d\u00e9cadas de experiencia en este campo.<\/p>\n
Las naves espaciales, por ejemplo, est\u00e1n equipadas con sus propios relojes, llamados osciladores, explica Gramling.<\/p>\n
«Mantienen su propia hora», explica Gramling. «Y la mayor\u00eda de las operaciones de las naves espaciales, incluso las que se encuentran en Plut\u00f3n o en el Cintur\u00f3n de Kuiper, como New Horizons, dependen de estaciones terrestres en la Tierra. As\u00ed que todo lo que hacen tiene que estar en correlaci\u00f3n con el UTC».<\/p>\n
Los astronautas de la Estaci\u00f3n Espacial Internacional pueden utilizar la hora de la Tierra para cumplir su horario. Cr\u00e9dito: NASA<\/p>\n
Pero las naves espaciales tambi\u00e9n dependen de su propia hora, explica Gramling. Los veh\u00edculos que exploran las profundidades del sistema solar, por ejemplo, tienen que saber, bas\u00e1ndose en su propia escala de tiempo, cu\u00e1ndo se acercan a un planeta en caso de que la nave espacial necesite utilizar ese cuerpo planetario con fines de navegaci\u00f3n, a\u00f1adi\u00f3.<\/p>\n
Durante 50 a\u00f1os, los cient\u00edficos tambi\u00e9n han podido observar los relojes at\u00f3micos que se encuentran a bordo de los sat\u00e9lites GPS, que orbitan alrededor de la Tierra a unas 12.550 millas (20.200 kil\u00f3metros) de distancia, es decir, aproximadamente a una decimonovena parte de la distancia entre nuestro planeta y la Luna.<\/p>\n
Internet en la Luna: Nokia y la NASA llevan el 4G al espacio<\/p>\n
Seg\u00fan Patla, el estudio de estos relojes ha proporcionado a los cient\u00edficos un excelente punto de partida para comenzar a extrapolar m\u00e1s all\u00e1, ya que se han propuesto establecer una nueva escala de tiempo para la Luna.<\/p>\n
«Podemos comparar f\u00e1cilmente los relojes (GPS) con los relojes terrestres», explica Patla, y a\u00f1ade que los cient\u00edficos han encontrado una forma de desacelerar suavemente los relojes GPS, haci\u00e9ndolos funcionar m\u00e1s en l\u00ednea con los relojes terrestres. «Obviamente, no es tan f\u00e1cil como parece, pero es m\u00e1s f\u00e1cil que hacer un l\u00edo».<\/p>\n
En el caso de la Luna, sin embargo, es probable que los cient\u00edficos no intenten desacelerar los relojes. Esperan medir con precisi\u00f3n la hora lunar tal y como es, asegur\u00e1ndose al mismo tiempo de que pueda relacionarse con la hora terrestre, seg\u00fan Patla, coautor reciente de un art\u00edculo en el que se detalla un marco para la hora lunar.<\/p>\n
El estudio, para que conste, tambi\u00e9n intent\u00f3 determinar con exactitud la distancia entre la hora lunar y la terrestre, ya que las estimaciones han oscilado entre 56 y 59 microsegundos por d\u00eda.<\/p>\n
Seg\u00fan el estudio, los relojes situados en el ecuador de la Luna marcar\u00edan 56,02 microsegundos m\u00e1s r\u00e1pido al d\u00eda que los situados en el ecuador de la Tierra.<\/p>\n
Reloj lunar<\/p>\n
Lo que los cient\u00edficos saben con certeza es que necesitan llevar a la Luna instrumentos de precisi\u00f3n para medir el tiempo.<\/p>\n
Qui\u00e9n pagar\u00e1 exactamente los relojes lunares, qu\u00e9 tipo de relojes ir\u00e1n y d\u00f3nde se colocar\u00e1n son cuestiones que siguen en el aire, afirma Gramling.<\/p>\n
«Tenemos que resolver todo esto», dijo. «Creo que a\u00fan no lo sabemos. Creo que ser\u00e1 una amalgama de varias cosas diferentes».<\/p>\n
Los relojes at\u00f3micos, se\u00f1al\u00f3 Gramling, son excelentes para la estabilidad a largo plazo, y los osciladores de cristal tienen ventaja para la estabilidad a corto plazo.<\/p>\n
«Nunca hay que fiarse de un reloj», a\u00f1ade Gramling. «Y nunca te f\u00edes de dos relojes».<\/p>\n
Podr\u00edan colocarse relojes de varios tipos dentro de los sat\u00e9lites que orbitan alrededor de la Luna o quiz\u00e1 en los lugares precisos de la superficie lunar que alg\u00fan d\u00eda visitar\u00e1n los astronautas.<\/p>\n
En cuanto al precio, un reloj at\u00f3mico digno de un viaje espacial podr\u00eda costar unos pocos millones de d\u00f3lares, seg\u00fan Gramling, y los osciladores de cristal ser\u00edan bastante m\u00e1s baratos.<\/p>\n
Pero, seg\u00fan Patla, se obtiene lo que se paga.<\/p>\n
«Los osciladores m\u00e1s baratos pueden tener desviaciones de milisegundos o incluso de decenas de milisegundos», a\u00f1ade. «Y eso es importante porque, para la navegaci\u00f3n, necesitamos que los relojes est\u00e9n sincronizados a decenas de nanosegundos».<\/p>\n
Una red de relojes en la Luna podr\u00eda funcionar de forma concertada para informar de la nueva escala horaria lunar, al igual que los relojes at\u00f3micos lo hacen para la UTC en la Tierra. (Gramling a\u00f1ade que no habr\u00e1 diferentes husos horarios en la Luna. «Ha habido conversaciones sobre la creaci\u00f3n de diferentes zonas, con la respuesta: ‘No'», dijo. «Pero eso podr\u00eda cambiar en el futuro»).<\/p>\n
El reloj at\u00f3mico CS2 se ve en el Instituto T\u00e9cnico F\u00edsico PTB, el Instituto Nacional Alem\u00e1n de Metrolog\u00eda, en el norte de Alemania el 11 de abril de 2008. Los relojes at\u00f3micos son instrumentos ultraprecisos que utilizan la vibraci\u00f3n de los \u00e1tomos para medir el paso del tiempo. Cr\u00e9dito: Focke Strangmann\/AP<\/p>\n
La nueva escala de tiempo sustentar\u00eda toda una red lunar, que la NASA y sus aliados han bautizado como LunaNet.<\/p>\n
«Se puede pensar en LunaNet como si fuera Internet, o Internet y un sistema global de navegaci\u00f3n por sat\u00e9lite combinados», explica Gramling. Es «un marco de normas que seguir\u00edan los contribuyentes a LunaNet (como la NASA o la Agencia Espacial Europea)».<\/p>\n
«Y puedes pensar en los colaboradores como si fueran tu proveedor de servicios de Internet», a\u00f1adi\u00f3 Gramling.
\nCrear un marco de este tipo significa sentar a la mesa a mucha gente de todo el mundo. Hasta ahora, dijo Gramling, las conversaciones con los socios estadounidenses han sido «muy, muy positivas».<\/p>\n
No est\u00e1 claro si la NASA y sus socios en este esfuerzo, entre los que se encuentra la Agencia Espacial Europea, conseguir\u00e1n el apoyo de pa\u00edses que no son aliados de Estados Unidos, como China. Gramling se\u00f1al\u00f3 que esas conversaciones se mantendr\u00edan a trav\u00e9s de organismos internacionales de normalizaci\u00f3n, como la Uni\u00f3n Astron\u00f3mica Internacional.<\/p>\n
La cara oculta de la Luna es muy diferente a lo que vemos. Los cient\u00edficos quieren saber por qu\u00e9<\/p>\n
Una mentalidad totalmente distinta<\/p>\n
La precisi\u00f3n de los relojes es una cuesti\u00f3n. Pero c\u00f3mo experimentar\u00e1n el tiempo los futuros astronautas que vivan y trabajen en la superficie lunar es una cuesti\u00f3n totalmente distinta.<\/p>\n
En la Tierra, nuestro sentido del d\u00eda se rige por el hecho de que el planeta completa una rotaci\u00f3n cada 24 horas, lo que da a la mayor\u00eda de los lugares un ciclo constante de luz diurna y noches oscuras. En la Luna, sin embargo, el ecuador recibe aproximadamente 14 d\u00edas de luz solar seguidos de 14 d\u00edas de oscuridad.<\/p>\n
«Es un concepto muy, muy diferente» en la Luna, afirma Betts. «Y (la NASA) est\u00e1 hablando de alunizar astronautas en la muy interesante regi\u00f3n polar sur (de la Luna), donde hay zonas permanentemente iluminadas y zonas permanentemente a la sombra. Se trata de una confusi\u00f3n totalmente distinta».<\/p>\n
El Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA capt\u00f3 esta vista del macizo de Malapert el 3 de marzo de 2023. La monta\u00f1a lunar es un posible lugar de aterrizaje para Artemis III, una misi\u00f3n de la NASA que podr\u00eda lanzarse en 2026 y llevar astronautas a la Luna por primera vez en d\u00e9cadas. Cr\u00e9dito: NASA\/GSFC\/Universidad Estatal de Arizona<\/p>\n
«Ser\u00e1 un reto» para esos astronautas, a\u00f1adi\u00f3 Betts. «Es muy diferente a la Tierra y la mentalidad es totalmente distinta».<\/p>\n
Esto ser\u00e1 as\u00ed independientemente de la hora que marquen los relojes de los astronautas.<\/p>\n
Sin embargo, la precisi\u00f3n en el cronometraje es importante, no solo para comprender cient\u00edficamente el paso del tiempo en la Luna, sino tambi\u00e9n para establecer toda la infraestructura necesaria para llevar a cabo las misiones.<\/p>\n
Lo bueno de crear una escala de tiempo desde cero, seg\u00fan Gramling, es que los cient\u00edficos pueden aprovechar todo lo que han aprendido sobre el cronometraje en la Tierra y aplicarlo a un nuevo sistema en la Luna.<\/p>\n
Y si los cient\u00edficos pueden hacerlo bien en la Luna, a\u00f1adi\u00f3, podr\u00e1n hacerlo bien m\u00e1s adelante si la NASA cumple su objetivo de enviar astronautas a mayores profundidades del sistema solar.<\/p>\n
«Estamos muy pendientes de ejecutar esto en la Luna, aprendiendo lo que podamos aprender», dijo Gramling, «de modo que estemos preparados para hacer lo mismo en Marte o en otros cuerpos futuros».<\/p>\n
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