Contagem do Tempo

Contagem do Tempo

A virada do calendário à zero hora de 1o. de janeiro de 2001 foi um evento histórico de repercussão planetária. O mundo todo esteve voltado para a contagem regressiva e comemoração desta transição.

Um bom momento para darmo-nos conta do quanto evoluímos ao longo dos séculos e observar que nosso planeta transforma-se em uma imensa aldeia global.

Por todo o sempre a humanidade esteve fragmentada, dividida, separada por línguas, costumes e culturas. Nesta virada de milênio, impregna-se de uma identidade e saber comum nunca antes existente e beneficia-se de recursos jamais sonhados para a comunicação entre indivíduos e povos, como este o qual você utiliza neste exato momento.

É difícil de acreditar, mas em 1950 (em pleno século XX) nosso calendário não fazia parte do cotidiano de mais de 1/5 da humanidade.

Hoje, patrimônio de todos, transformou a passagem do milênio em comemoração universal.

A Passagem do Milênio

Muitos pensam que a passagem para o século 21 (e para o terceiro milênio) ocorreu no ano 2000, mas numericamente a passagem para o terceiro milênio ocorreu em 2001. Isto porque nosso calendário começa do Ano 1, e não do zero.

A contagem é iniciada pelo 1, porque o conceito de zero não existia quando o sistema foi estabelecido. Ou seja, não há numeral romano que represente “zero”.

O nascimento de Cristo era o marco inicial pretendido pelo Abade Dionísius Exiguus, que em 531 D.C. calculou-o como ocorrido no ano 1 e criou a contagem dos anos a partir do evento, em uso até hoje.

Daí então surgiu a divisão dos anos em Antes de Cristo (A.C) e Depois de Cristo (D.C). Ou mesmo em outras línguas, comumente mencionado como Anno Domini (A.D. no latim) ou Common Era (C.E. em inglês).

Até então o calendário partia da ascensão de um Imperador ao trono.

Por exemplo: Anno Diocletiani 198 (198 anos depois da ascensão ao trono do Imperador Diocleciano).

Em Mateus, na Bíblia, consta que Cristo nasceu nos tempos de Herodes, que por sua vez faleceu em 4 A.C..

Conseqüentemente, o nascimento de Cristo não poderia ser posterior a esta data.

Johannes Kepler, recalculou com precisão, e confirmou 4 A.C. como o ano de nascimento de Cristo. Estaríamos, portanto, quatro anos adiante do ano atual devido ao erro de cáculo realizado pelo Abade Dionísius Exiguus. O Terceiro Milênio (ano 2001) deveria ter começado no que chamamos de ano de 1997

Mais um erro no sistema de datas: Se os anos são contados a partir do nascimento de Cristo, as passagens de ano deveriam ser comemoradas a no 25 de Dezembro, Natal, e não em 1o. de janeiro (data imposta pelos romanos como sendo de início dos Anos).

Ou seja, devido a inúmeras discrepâncias quanto aos cálculos realizados durante a história, temos diversos modos de se medir o tempo, dependendo da fonte de referência que tomamos.

Na atualidade, consideramos como oficial (no Ocidente) a contagem dos anos pelo Calendário Gregoriano, criado em 1582 e em uso até hoje.

Veremos nas próximas páginas como chegamos ao que chamamos hoje de calendário…

O Dia

No ano de 1884 D.C. (século XIX) foi realizada em Washington, nos Estados Unidos, uma conferência internacional que determinou que em nosso planeta haveria um único “Dia Universal”, com início zero hora GMT (Greenwich Meridian Time), de Greenwich, Inglaterra.

Portanto, oficialmente, todas as passagens de ano realizam-se sempre no instante em que no dia 31 de Dezembro, no Meridiano de Greenwich, passa-se de 23:59 para 0:00 do dia 1 de Janeiro.

Ou seja, por este tratado de Washington, não existe uma passagem de ano para quem está na Inglaterra e, 3 horas depois, uma outra para quem está em Brasília.

As passagens de ano sempre serão aquelas dadas pela hora de Greenwich (mas é claro que não é por isso que todos os povos deixam de comemorar o ano novo à 0:00 de 1o. de Janeiro de seu país, já é uma tradição comemorar de acordo com a hora de seu país).

Para adaptar todos os pontos do globo ao horário universal de Greenwich foram estabelecidas ainda 24 zonas horárias, tanto a leste quanto a oeste de Greenwich e a Linha Internacional de Data.

Imagine só o problema de termos o dia raiando as 7:00 da manhã em Londres – por onde passa Greenwich – e nesta mesma hora, as 7:00 da manhã, o sol se pondo no Japão! Certamente ninguém iria entender mais nada!

Então, de acordo com estes fusos horários, a Leste temos os relógios adiantados em relação a Greenwich.

E a Oeste, onde fica o Brasil, os relógios estão atrasados em relação ao horário em Greenwich.

A princípio, cada fuso horário deveria corresponder a um espaço correspondente a um espaço que compreenda 15 graus de Longitude da Terra Porém, a hora local é decisão política dos países.

Eles podem estabelecer hora e zonas horárias sempre em relação a Greenwich, para facilitar a comunicação entre sua população e o andamento da economia local.

A China, por exemplo, imensa, tem só uma zona horária.

E o Brasil, que tem 4 fusos horários optou unir todo o seu litoral e a região Centro-Oeste (por onde circula quase 85% da economia nacional) em um único fuso horário, onde na realidade deveria haver dois fusos.

Os leitores mais atentos aos noticiários, já devem ter reparado que em todos os anos é possível ver a “mesma reportagem da televisão” sobre o problema do horário de abertura e fechamento dos bancos em duas cidades brasileiras que ficam em dois estados distintos (que por sinal têm horários diferentes por causa da divisão do Tratado de Greenwich), mas são separadas apenas por uma rua, e que por isso, têm o seu comércio integrado.

Chegam então a ocorrer casos de pessoas sairem de casa faltando uma hora para que o banco da cidade vizinha se feche e, para sua surpresa (ou não – já que com o tempo elas acostumam-se com este modo confuso de viver) ao chegar atravessar a rua que separa ambas as cidades, os bancos, bem como todo o comércio já terem fechado suas portas há algum tempo.

Ou mesmo pessoas que estão em uma determinada cidade saindo do trabalho s 17:00, ao regressarem aos seus lares, já se passa das 18:00.

Estes pequenos exemplos servem para nos demostrar o quão importante é o tempo e como ele pode influenciar a vida das pessoas.

A Hora

“O sol a pino, do meio dia, na realidade chega a essa posição quase sempre adiantado (até 16min18s) ou atrasado (até 14min28s). Somente em 4 dias do ano ele é pontual realmente.”

Mas como podo ocorrer isto?

À frente, saberemos…

A história da medição do tempo passa pelo relógio de sol, pela clepsidra, relógio de água (conhecida desde o antigo Egito) e ganha alguma precisão quando Galileu em 1853 descobre o princípio do pêndulo, ao observar o movimento de vai e vem do lustre da Catedral de Pisa e compará-lo com a própria pulsação de seu coração.

Com importantes avanços, surgem com o relógio a quartzo e depois com o relógio atômico.

Em 1958 o mundo passou a contar com a Hora Atômica, baseada em um conjunto de relógios atômicos de diversos países e, a partir de 1967, no padrão de radiação do elemento Césio.

Em 1986 a hora do mundo tornou-se UTC (Hora Universal Coordenada) em substituição ao GMT (Greenwich Meridian Time), ou seja, apesar de todos os horários do mundo serem referenciados na hora do Meridiano de Greenwich, a hora passou a ser indicada por modernos sistemas atômicos de medição, ou quais, dispostos em diferentes localidades ao redor do planeta marcam a hora com imensa exatidão.

Embora os relógios atômicos tenham fantástica precisão, em última instância, é nosso planeta quem determina a hora. Caso haja divergência entre o tempo da Terra e o atômico, o relógio atômico é ajustado. Adicionam-se ou subtraem-se segundos no último dia de junho ou de dezembro de cada ano.

Saberemos mais sobre os relógios atômicos mais adiante…

A Semana

Com duração aproximadamente igual a de uma fase da lua, a semana de sete dias já era conhecida pelos babilônios muitos séculos antes de Cristo. Derivada da astrologia, tinha os dias atribuídos aos planetas então conhecidos.

A semana judaica é instituída no Gênesis, quando o Senhor trabalha por seis dias e descansa no sétimo. Para os hebreus ela termina no Sabath, nosso sábado.

Os romanos adotaram a semana astrológica, atribuindo os dias a seus próprios deuses astros: Sol, Lua, Mars, Mercurius, Jupiter, Venus e Saturnus. Por influência judaica, mantiveram o Sabath como sendo dia sagrado.

No latim eclesiástico da Roma Cristã, com o intuito de eliminar os deuses pagãos do calendário, os astros foram substituídos por feiras. Prima feria no lugar de die Solis, Secunda feria, no de die Lunis, Tertia feria no lugar de die Martis, e assim por diante, numa semana que se iniciava ao findar o Sabath.

O Imperador Constantino, ao efetuar alterações no calendário em 321 D.C., considerou que a ressurreição de Cristo teria ocorrido num Domingo (Dominicum), tornado-o como “Dia do Senhor”, eliminando-se a Prima feria, que daí então passou a ter o nome de Domingo até os dias de hoje.

O nome dos dias da semana na língua portuguesa originou-se do latim eclesiástico, por isso em português, diferentemente de outros idiomas, costuma-se atribuir os nomes dos dias às “Feiras”, originadas na época da Roma Cristã.

Outras línguas evoluíram a partir do latim vulgar, mantendo a origem astrológica:

O die Lunis, Dia da Lua (segundda-feira), por exemplo, tornou-se Lundi no francês, Lunes no espanhol, Lunedi no italiano.

Na semana anglo-saxã os deuses planetas são oriundos da mitologia nórdica: Sun, Moon, Tiw, Woden, Thor, Freya e Saturn (o que originou, por exemplo, no inglês: Sunday, Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday e Saturday).

Os Calendários

Ao longo dos séculos a humanidade desenvolveu diversos calendários.

O objetivo inicial era prever as estações, determinar épocas ideais para o plantio e colheitas ou mesmo estabelecer quando deveriam ser comemorados feitos militares ou realizadas atividades religiosas.

Alguns desses calendários continuam em uso, como o Judeu e o Muçulmano.

Para medir os ciclos, muitos povos valeram-se da lua, bem como outros valeram-se do sol.

Em ambos os casos defrontaram-se com dificuldades.

O Ano Trópico, intervalo de tempo que a Terra leva para completar o seu trajeto orbital completo em torno do Sol, corresponde a 365,242199 dias.

Como nos calendários o ano é estabelecido em dias inteiros, surge uma diferença (0,24199 dias – o que é equivalente a 5 horas 48 minutos 46 segundos e 967,68 milésimos – se o calendário for de 365 dias), que vai se acumulando ao longo do tempo, transformando-se em um erro de dias inteiros ou semanas.

Para corrigi-los são incluídos de tempos em tempos dias extras (29 de fevereiro, em anos bissextos) ou mesmo meses, no caso do calendário Judeu.

O Calendário Lunar

A maioria dos primeiros calendários baseava-se na Lua, entre eles o primitivo romano.

Para muitos povos antigos, como o de Atenas, Jerusalém ou Babilônia, um novo mês era anunciado na passagem da lua Nova para a lua Crescente, quando surgia a claridade da lua crescente, após a lua Nova. Este início de mês era celebrado com tochas e fogueiras.

Seguindo essa tradição até hoje, o dia começa ao pôr do sol para os judeus, e não à meia-noite.

O mês lunar medido com precisão tem 29,53059 dias (ou 29 dias, 12 horas , 44 minutos, 02 segundos e 976 milésimos de segundo). Isto significa um ano de 354,36708 dias (menor portanto que o ano solar de 365,24199 dias).

O calendário judeu tem 12 meses lunares, o que resulta em anos de 353, 354 ou 355 dias.

Nosso ano 2000, por exemplo, foi o ano 5760 judeu, cuja contagem teria início na criação do homem.

Para os muçulmanos o calendário começa com a Hégira, saída de Maomé em 622 D.C. de Medina em direção a Meca. É um calendário, como determinou Maomé, exclusivamente lunar, de 12 meses. O ano tem 354 ou 355 dias. O ano 2000, por exemplo, correspondeu ao 1420 A.H. (Anno Hegirae).

O Calendário Solar

O primeiro povo a basear-se no sol para a determinação de seu calendário foi o egípcio, há cerca de 6000 anos.

Utilizavam um ano com 12 meses e 30 dias (igual a 360 dias), mais 5 dias adicionais correspondentes ao aniversário de Osíris, Horus, Isis, Neftis e Set. O que totalizava 365 dias.

Tamanha precisão na medida de duração do ano (há 6000 anos), somente foi possível porque de sua posição geográfica privilegiada, os egípcios podiam observar Sirius, a mais brilhante estrela do céu, ascender perpendicularmente ao sol da manhã uma vez por ano, precisamente na ocasião da cheia anual do Rio Nilo.

Embora os egípcios tivessem constatado que a duração do ano era de 365 dias e 1/4, seu calendário não foi corrigido para compensar a diferença de 1/4 de dia, senão em 238 A.C..

Quando Roma conquistou o Egito, os conhecimentos egípcios serviram de base para que os os romanos elaborassem seu novo calendário.

O novo calendário romano foi instituído por Júlio César.

O Nosso Calendário (Primeira Parte)

Segundo reza a lenda o calendário romano foi criado por Rômulo, o fundador de Roma, 753 anos antes de Cristo.

Nesse Calendário Lunar, a contagem dos anos tem início em 1 A.U.C. (Ab Urbe Condita), Ano 1 da fundação da cidade.

O ano compreendia 304 dias e tinha 10 meses, Martius, Aprilis, Maius, Junius, Quintilis, Sextilis, September, October, November e December.

Por volta de 700 A.C., o segundo Rei de Roma, Numa Pompílio, acrescentou dois meses ao início do calendário, Januarius e Februarius ampliando o ano para 355 dias. Isso fez que os meses cujos nomes indicavam posição na seqüência, perdessem o sentido original (Setembro, de sete; Outubro, de oito; Novembro, de nove; e Dezembro, de dez), que passaram a ser respectivamente os meses 9, 10, 11 e 12.

Os dias do mês não eram identificados por números como hoje, mas divididos em três partes: calendas, nonas e idos.

Daí a expressão “idos de Março”, que corresponde a 15 de Março.

Calendas correspondia ao primeiro dia do mês.

Como o calendário de 355 dias rapidamente se desalinhava das estações, passaram a ser intercalados meses para correção.

Mesmo assim, foi acumulado um desvio tão grande que o imperador Júlio César ao retornar do Egito determinou a sua reforma.

Tamanha era a disparidade naquela época, que o equinócio [1] civil diferia 3 meses do astronômico, os meses de inverno caiam no outono e os do outono no verão.

Assistido pelo astrônomo Sosísgenes, Júlio César estendeu o ano para 445 dias, ultimus annus confusionis, e a partir de 1o. de janeiro de 45 A.C., Calendas de Januarius, ou, 708 Ab Urbe Condita, Roma ganhou um novo calendário.

No Calendário Juliano (como ficou conhecido) o primeiro dia do ano passou de Março (Martius) para Janeiro e o total de dias foi aumentado de 355 para 365, com um dia extra adicionado a cada 4 anos.

Esse dia adicional caia em Fevereiro. Não no final desse mês, mas antes do sexto calendas (dia 25), chamado por isso de bis-sexto calendas (ou seja, uma repetição do sexto-Calendas).

Em honra aos Césares, o Senado Romano mudou o nome do mês Quintilis para Julius (Julho) e de Sextilis para Augustus (agosto).

Durante os próximos séculos coexistiram três formas de nomear os dias do mês: a romana (com calendas, nonas e idos), a numérica, e a mais popular, atribuindo nomes de santos e festas a cada um.

A Europa cristã, que sucedeu o Império Romano, adotou o calendário de Júlio César e, no Concílio de Nicéia, em 325 D.C., determinou-se a data da Páscoa, que seria no primeiro Domingo depois da primeira lua Cheia do Eqüinócio de Primavera.

Tantas regras para determinação do Domingo de Páscoa e outras comemorações religiosas foram em vão, já que a data de referência para todas estas celebrações era o Eqüinócio, que por sua vez estava determinada de forma inexata.

Ou seja, não só a Páscoa mas várias outras comemorações religiosas cristãs passaram a ser celebradas em dias errados…

Na época do Concílio de Nicéia, em 325 D.C., o Equinócio caia em 21 de Março. Já por volta de 1500 D.C. a data gradualemente havia sido trazida pelo modelo de calendário adotado pelo Concílio de Nicéia para 10 ou 11 de março. Um escândalo! 10 dias de diferença!

[1] Equinócio corresponde à data do ano em que o período de incidência de luz sobre a Terra (dia) é exatamente igual ao período de não incidência de luz (noite). Ele ocorre duas vezes por ano (uma vez na primavera, e outra no Inverno) e deve-se à inclinação do eixo da Terra e ao movimento de Translação.

O Nosso Calendário (continuação)

Em 24 de fevereiro de 1582 D.C., portanto 1627 anos depois de proclamado o Calendário de Júlio César, o Papa Gregório XIII assina a Bula que dá origem ao calendário Gregoriano, de 365 dias, 5h 48min 20s, em uso até hoje.

A ocasião do Equinócio foi corrigida pela eliminação de 10 dias do ano anterior, o que provocou o retorno do evento para o dia 20 de Março.

No calendário Gregoriano temos três anos de 365 dias seguidos por um de 366 dias denominado bissexto.

De 400 em 400 anos três anos bissextos são suprimidos. Os anos bissextos são aqueles múltiplos de 4; ou, no caso de anos terminados em “00”, múltiplos de 400.

Por exemplo, 1996 é bissexto (múltiploo de 4);
1500 não é bissexto (terminado em “00””, e não múltiplo de 400);
O Ano 2000 é bissexto (terminado em “000” e múltiplo de 400).

Imediatamente aceito nos países católicos em 1582, só o foi pela Grã-Bretanha e colônias em 1752, Japão em 1873, Rússia em 1923 e pela China em 1949.

Algumas nações que adotavam o calendário Juliano, mantinham a comemoração do ano novo em 25 de Março, estendendo a festividade até Primeiro de Abril. Entre elas a Inglaterra e a França.

Com a adoção do Calendário Gregoriano, o Ano Novo passou oficialmente para o dia 1o. de janeiro.

Como os menos avisados continuavam a festejá-lo segundo o costume antigo, 1 de abril ficou conhecido como o Dia dos Tolos.

Aprimorado, e agora Universal, nosso calendário ainda mantém um erro em relação ao ano solar verdadeiro: 26,96768 segundos por ano (já que o ano tem 365 dias, 5 horas, 48 minutos e 46,96798 segundos.

Isso significa por mais que tenha sido tentado, ainda temos nosso sistema de medida impreciso.

Como conseqüência disso, em 4909 D.C. estaremos adiantados um dia inteiro, sendo então necessária uma nova correção.

[1] Equinócio corresponde à data do ano em que o período de incidência de luz sobre a Terra (dia) é exatamente igual ao período de não incidência de luz (noite). Ele ocorre duas vezes por ano (uma vez na primavera, e outra no Inverno) e deve-se à inclinação do eixo da Terra e ao movimento de Translação.

Medida do Tempo

Da mesma forma que uma régua permite medir distâncias marcando intervalos iguais de comprimento, um relógio é qualquer instrumento que permita medir o tempo, marcando intervalos iguais de tempo.

Qualquer fenômeno periódico, ou seja, que se repete sem alteração cada vez que transcorre um intervalo de tempo determinado (período), pode em princípio ser associado com um relógio.

Assim, um dos “relógios” mais antigos foi provavelmente associado com o nascer do sol, definindo o intervalo de um dia. Galileu, em suas experiências utilizou como relógio as suas pulsações (batimentos cardíacos).

Mas, como sabemos que os intervalos de tempo marcados por um relógio são efetivamente iguais?

A resposta é não sabemos. Não adianta invocarmos a sensação subjetiva da passagem do tempo (tempo psicológico), que está associado a um “relógio biológico”, definido pelo ritmo de nosso metabolismo.

Sentimos o tempo passar bem mais depressa em companhia de uma pessoa atraente do sexo oposto do que em uma fila de banco, por exemplo!

Sabemos também que os dias medidos pelo método do nascer do sol têm duração variável conforme as estações.

Então, tudo o que podemos fazer é comparar relógios diferentes e decidir através de tais comparações e de argumentos teóricos sobre as leis que governam o fenômeno periódico, qual relógio merece maior grau de confiança.

Assim, ao definir a duração do dia pelo período de rotação da Terra, temos a possibilidade de comparar este movimento periódico com outros “relógios” astronômicos: os períodos de rotação da Terra em torno do Sol, da Lua em torno da Terra, de Mercúrio e Vênus em torno do Sol, dos satélites de Júpiter em torno do planeta.

Observações muito precisas mostraram concordância destes outros “relógios” entre si e pequenas discrepâncias com a rotação da Terra, levando à conclusão de que esta rotação é sujeita a pequenas irregularidades, da ordem de 1 parte em 108 (10 milhões). Um dos fatores responsáveis por elas é o efeito de atrito associado com as marés.

Relógio na Antigüidade

Atribuindo agora à palavra “relógio” o sentido específico de um instrumento construído para medida de tempo, os relógios mais antigos conhecidos são os relógios de sol, que ainda são encontrados em nossos dias ornamentando jardins.

Os mais simples deles baseia-se na projeção da sombra de um ponteiro sobre um quadrante graduado. Os relógios solares apresentam o inconveniente de só poderem funcionar durante o dia e de marcarem horas não muito iguais.

No antigo Egito e Babilônia já eram empregados “relógios de água” (clepsidras), baseados no escoamento de um filete de água, através de um pequeno orifício no fundo de um recipiente, para outro recipiente contendo uma escala graduada.

Um dispositivo semelhante foi utilizado por Galileu em experiências básicas de mecânica.

Os “relógios de areia” (baseados em um princípio análogo também são usados até hoje.

Nenhum método preciso de medir pequenos intervalos de tempo era conhecido até 1581, quando Galileu, comparando as oscilações de um candelabro da Catedral de Pisa com o ritmo de seu pulso, descobriu o isocronismo das oscilações das oscilações do pêndulo, ou seja, que o período das oscilações permanecia o mesmo, embora a sua amplitude fosse diminuindo (Galileu, que naquela época tinha 17 anos e era estudante de medicina, aplicou logo esse resultado em sentido inverso, construindo o “pulsômetro”, pêndulo de comprimento padrão destinado a tomar o pulso do paciente em hospitais).

A partir dessa época, começaram a ser construídos relógios de pêndulo, acionados por pesos, e também relógios acionados por uma mola espiral, antecessores dos atuais.

Invenção dos Relógios de Precisão (Parte I)

O estímulo principal parar a construção de relógios mais precisos veio do problema da determinação da longitude.

Este problema reduz-se principalmente ao de comparar a “hora local” com a de “Greenwich”. Como a Terra gira em torno de seu eixo de 360 graus em 24 horas, uma variação de 1 hora da hora local corresponde a um deslocamento de 15 graus de longitude (= 360 graus / 24), ou seja, cada grau de longitude equivale a uma variação de 4 minutos da hora local.

Levando-se em conta o sentido da rotação da Terra, vemos, por exemplo, que quando é meio-dia em Greenwich, a hora local verdadeira em São Paulo (longitude 46º39’O) é alguns minutos antes das nove da manhã (porém para fins práticos, toma-se a hora local convencional em todos os pontos de um mesmo fuso horário; no caso, a diferença de hora local convencional seria de 3 horas).

Para determinar a longitude na navegação, bastaria portanto transportar a bordo do navio um relógio acertado pela hora de Greenwich, e compará-lo, por exemplo, com o meio dia local (sol a pino). Mas isto requer um relógio de grande precisão, pois um erro de 1 minuto no tempo equivale a (0,25)º = 12’30” = 104km/360 = 28 km!.

Logo, se um navegador daquela época quisesse determinar a longitude com erro menor que 0,5º (56 km) depois de uma viagem de 6 semanas, o relógio não poderia adiantar ou atrasar mais do que 2 minutos em 42 dias, ou seja, 3 segundos por dia! A importância prática do problema pode ser ilustrada pelo fato de que um Tratado como o de Tordesilhas (1493), tinha efeitos meramente acadêmicos enquanto não se pudesse determinar que terras estavam a leste de um dado meridiano (lembre-se que Galileu só inventou o relógio de pêndulo em 1581).

Ou seja, até então, podemos até mesmo dizer que ninguém na época sabia com precisão em que ponto acabavam as terras Portuguesas e onde iniciavam as posses Espanholas!

Em 1714, o Parlamento Inglês ofereceu o maior prêmio jamais oferecido até aquela época (20.000 libras) a quem inventasse um método prático de determinação da longitude com erro menor do que 0,5 grau.

Grandes nomes da ciência como Isaac Newton, Huygens, Leibnitz e outros ilustres não haviam conseguido resolver o problema…

Invenção dos Relógios de Precisão (Parte II)

Finalmente, o problema da precisão foi resolvido por um carpinteiro inglês, chamado John Harrison, com a construção de seu “cronômetro marítimo”. O problema maior era de compensar os efeitos da mola devidos a variações de temperatura. Após mais de 30 anos de trabalho, Harrison chegou a seu “Modelo 4”, que foi testado em 1761, numa viagem de Portsmouth à Jamaica.

Após mais de 5 meses de viagem, o relógio só tinha se desviado 1min e 53,5 segundos, satisfazendo amplamente às condições exigidas. Assim mesmo, o prêmio não foi pago!

Harrison só recebeu a metade em 1765, após um segundo teste, em que o erro foi menor do que 0,1 segundo por dia em 156 dias.

A segunda metade de seu merecido dinheiro viria somente em 1777 (12 anos depois), por intervenção direta do Rei George III.

A precisão do cronômetro marítimo de Harrison era da ordem de 1 parte em 105, comparável à precisão de um moderno relógio “elétrico”, baseado nas vibrações de um diapasão e nas oscilações elétricas de um circuito.

Um relógio de pulso de quartzo, baseado em oscilações de um cristal de quartzo submetido a um campo elétrico, tem usualmente uma precisão de 1 segundo por mês, ou seja, ~3 partes em 107, mas relógios mais sofisticados baseados em osciladores de quartzo atingem uma precisão da ordem de 1 parte em 108.

Num “relógio atômico”, utiliza-se como padrão de uma freqüência característica associada a uma radiação emitida por átomos de Césio 133, que por sua vez controla as oscilações eletromagnéticas na região de microondas e um oscilador de quartzo.

A precisão de um relógio atômico pode atingir ~1 parte em 1012 (1s em 30000 anos), e um relógio baseado num maser de hidrogênio permite em princípio precisão de 1 parte em 1014.

Com o relógio atômico, tornou-se fácil detectar as irregularidades da rotação da Terra (que são da ordem de 1 parte em 108).

Até 1956, a definição da unidade de tempo (um segundo) se fazia em termos do dia solar médio, a média sobre um ano da duração do dia.

Um Dia não tem sempre 24 horas!

Pelo método do dia solar médio, 1s = 1/86400 do dia solar médio.

Em 1956, tendo em vista as irregularidades na rotação da Terra, adotou-se uma definição baseada na duração do ano (período de revolução da Terra em torno do Sol), mas, levando em conta que esta também é variável (de forma conhecida com grande precisão), relativa à duração do “ano tropical” 1900 (1 ano tropical é o intervalo entre duas passagens consecutivas do Sol pelo equinócio de primavera).

Assim, 1 “segundo das efemérides” foi definido como a fração 1/31.556.925,9747 do ano trópico 1900.

Finalmente, em 1967, foi decidido definir também o segundo (assim como o metro foi definido) em termos de uma radiação atômica característica.

A definição atual do segundo é:

1 segundo = 9.162.631.770 períodos da radiação característica do césio 133 que é empregada no relógio atômico.

São comumente empregadas as seguintes designações para frações de 1 s:

1 ms (milisegundo} = 10-3 s
1 µs (microsegundo) = 10-6 s
1 ns (nanosegundo) = 10-9 s
1 ps (picosegundo) = 10-12 s
1 fs (femtosegundo) = 10-15 s
1 as (atosegundo) = 10-18 s.

Escala do Tempo

Nesta tabela, apresentamos uma idéia da duração de cada um dos fenômenos mensuráveis. Note que os tempos estão expressos em segundos e, para maior facilidade de consulta, foram representados em notações científicas.

Caso o prezado leitor não tenha muita familiaridade com as unidades, pense sempre nos seguintes exemplos para compreender os valores:

Na representação 104 chamamos o algarismo “4” de expoente e o algorismo “10” de base.

Anolagamente em 53 chamamos o algarismo “3” de expoente e o algarismo “5” de base.

Então temos que:

104 = 10.000 (dez mil) – note que o expoente indica o número de casas compreendidas por “Zeros” (que são 4) no algarismo decimal 10.000

103 = 1.000 (um mil) – note que o expoente indica o número de casas compreendidas por “Zeros” (que são 3) no algarismo decimal 1.000

102 = 100 (cem) – note que o expoente indica o número de casas compreendidas por “Zeros” (que são 2) no algarismo decimal 100

101 = 10 (dez) – note que o expoente indica o número de casas compreendidas por “Zeros” (que é 1) no algarismo decimal 10

100 = 1 (um) – note que o expoente indica o número de casas compreendidas por “Zeros” (que é 0) no algarismo decimal 1

10-1 = 0,1 (um décimo) – note que o expoente indica o número de casas compreendidas por “Zeros”. Porém, como o sinal é negativo, note a vírgula separando o primeiro algarismo (lendo-se da esquerda para a direita) do segundo algarismo.

10-2 = 0,01 (um centésimo) – note que o expoente indica o número de casas compreendidas por “Zeros”. Porém, como o sinal é negativo, note a vírgula separando o primeiro algarismo (lendo-se da esquerda para a direita) do segundo algarismo.

Logo, em casos mais “complexos”, temos:

8,6×104 = 8,6 x 10.000 = 86.000
ou 1,2×10-4 = 1,2 x 0,0001 = 0,00012

Obs.: Esta regra somente é precisa em casos de números com base=10.

Tempo em segundos – Event	Método de Mediçã
1018 – Idade do Universo 1017 – Idade do Sistema Solar 1016 – Aparecimento de Vida na Terra 1014 – Aparecimento do Homem na Terra 1012 – Aparecimento da Agricultur	Datação Radioativa
109 – Duração média da vida humana 3,1×107 – Período da órbita da Terra em torno do Sol 8,6×104 – Período de rotação da Terra 103 – Tempo levado pela luz do Sol até a Terra 100 – um batimento cardíaco 10-3 – Período médio de ondas sonoras audíveis 10-6 – Período típico de ondas de rádi	Medida direta com relógio
10-9 – Tempo levado pela luz para percorrer 1 metro 10-12 – Pulsos mais curtos produzidos por laser 10-15 – Período das oscilações atômicas e da luz visíve	Métodos eletrônico
10-21 – Período das vibrações nucleares 10-24 – Tempo levado pela luz para atravessar um núcle	Métodos Indireto

Um Breve Resumo

Antiguidade: relógios solares e clepsidras.

Egito e Babilônia já usavam a clepsidra para a medição do tempo.

158 – Galileu inventa o “pulsômetro”, que dá origem aos relógios de pêndulo.
1761 – John Harrison inventa o “relógio marítimo”, que contava com fantástica precisão.
1956 – O cálculo do dia pelo dia solar médio dá lugar ao cálculo pelo período de revolução da Terra em torno do Sol
1967 – Convenciona-se que 1 segundo = 9.162.631.770 períodos da radiação do Césio 133

Precisão do “relógio marítimo” de John Harrison – 1:105

Precisão de um relógio de pulso de quartzo – 1:108

Precisão de um relógio atômico de Césio 133 – 3:1012

Precisão de um relógio atômico baseado em masers de hidrogênio – 1:101

Fonte: www.colegiosaofrancisco.com.br/br.geocities.com