La línea de fecha internacional (IDL) es una línea imaginaria - y arbitraria - en la superficie de la Tierra que se extiende desde el Polo Norte hasta el Polo Sur. Cuando cruza el IDL, el día y la fecha cambian. Si lo cruzas viajando hacia el oeste, el día avanza en uno y la fecha aumenta en uno. Si lo cruzas viajando hacia el este, ocurre lo contrario.
El IDL no es una cuestión de derecho internacional, pero es uno de los pocos estándares adoptados a nivel mundial. El IDL es crucial para la interconectividad global, la comunicación instantánea, la medición del tiempo y las bases de datos internacionales consistentes. Se trata principalmente de conveniencia, comercio y política. El IDL se produjo por las mismas razones que la aparición de Internet: funciona y hace la vida un poco más fácil. Antes de discutir cómo y por qué surgió la Línea Internacional de Fecha, primero debemos revisar el asunto de mantener el tiempo.
'¿Sabe alguien realmente qué hora es?'
En los días anteriores a los relojes mecánicos, el tiempo se medía principalmente con relojes de sol. La gente confiaba en la definición de que "mediodía" era cuando el sol estaba más alto en el cielo y hacia el sur. Un "día" era simplemente la cantidad de tiempo entre dos "mediodía" consecutivos. La mayoría de las ciudades del planeta pusieron sus relojes en ese ciclo, y todo estuvo bien, al menos dentro de cualquier ciudad específica.
El problema era que cada ciudad experimentaba el mediodía a su propio ritmo (aparente) a las 12:00 p.m. Dependiendo de la longitud, las ciudades adyacentes podrían tener un horario de, digamos, 11:45 a.m. o 12:15 p.m. exhibido en sus relojes de sol. Cerca del ecuador, viajar hacia el oeste por alrededor de 1,000 millas (1,600 kilómetros) retrasa la llegada del mediodía en una hora.
En el siglo XIX, la aparición de los ferrocarriles transcontinentales complicaron aún más las cosas. Ese siglo también vio relojes mecánicos precisos cada vez más disponibles. Los viajeros se encontraron reiniciando sus relojes por varios minutos en cada estación al este o al oeste. Esto fue inconveniente en el mejor de los casos.
También en ese siglo, la aparición de la telegrafía creó problemas de cronometraje para las entidades comerciales y militares, los primeros en adoptar. El telégrafo, inventado en 1832 por Pavel Schilling, fue el primer verdadero sistema de "mensajería instantánea" (IM). Permitía la comunicación a través de grandes distancias utilizando electricidad, que se mueve (casi) a la velocidad de la luz.
El teléfono, patentado en 1876 por Alexander Graham Bell, fue el segundo sistema de mensajería instantánea. Y, por supuesto, para usar cualquiera de los dos sistemas de manera efectiva, es útil conocer las horas del reloj en las ubicaciones del remitente y del receptor.
Latitud y longitud
Antes de explicar cómo las zonas horarias resolvieron estos problemas de reloj, hagamos un repaso rápido de la latitud y la longitud. Alrededor del año 150 a.C., Hiparco de Nicea, un matemático y astrónomo griego, propuso una cuadrícula global de líneas de longitud y latitud para medir la posición. Era un sistema de coordenadas para ubicar puntos en la superficie de una esfera. El eje vertical medía "latitud" y el eje horizontal "longitud". Aunque profética, su idea languideció durante más de un milenio.
Durante la Era del Descubrimiento, que comenzó en el siglo XV, los cartógrafos vieron la necesidad de una medición estandarizada de latitud y longitud. Si su intención es mapear o reclamar una ubicación geográfica, debe describir su posición sin ambigüedades. Gran Bretaña "gobernó las olas" en ese momento y tomó la delantera en este esfuerzo.
Portugal y España, las otras naciones marinas importantes, estaban utilizando sus propios sistemas, pero finalmente se remitieron a Inglaterra. La latitud era menos un problema que la longitud, ya que no había disputas sobre dónde estaban ubicados los polos (latitud 90 grados norte y 90 grados sur) y el ecuador (latitud 0 grados). Sin embargo, la selección de un punto de partida para la medición de longitud (el meridiano de 0 grados) fue arbitraria. Se basó más en el orgullo nacional y la conveniencia.
En 1851, Inglaterra designó el primer meridiano (0 grados de longitud) como el meridiano que atraviesa el Observatorio de Greenwich. Eran la nación marinera dominante en esa época, tenían colonias en todo el mundo, usaban relojes mecánicos de última generación y estaban científicamente calificados para establecer un estándar. Has escuchado el dicho "El sol nunca se pone en el Imperio Británico". Eso fue una vez cierto. Inglaterra tenía colonias en todo el mundo, por lo que siempre era "de día" algun lado en el imperio británico Gran Bretaña tenía influencia.
Zonas horarias
En la última parte del siglo XIX, los científicos, los ferrocarriles y otras industrias emergentes sintieron la necesidad de un estándar de tiempo global. Sir Sandford Fleming propuso el primer sistema de este tipo, que utiliza 24 zonas horarias estándar, en 1876. Sandford era un ingeniero escocés que ayudó a diseñar la red ferroviaria canadiense. Su sistema no fue sancionado oficialmente por ninguna entidad global, pero en 1900 generó la adopción del sistema de zona horaria en uso hoy en día. Nación por nación, el mundo compró la idea de Fleming.
Dentro de cada zona horaria, todos los relojes se ajustarían a un tiempo promedio que mejor representara la ubicación del sol en el cielo. Ese tiempo se llama tiempo solar medio. Los relojes de sol, en comparación, miden tiempo solar aparente, aveces llamado verdadero tiempo solar.
El proceso de zona horaria comenzó en 1883 para los Estados Unidos, cuando la nación se dividió en cuatro zonas horarias estándar. Cada zona estaba centrada en un meridiano de longitud:
- Hora estándar del este (EST) a 75 grados W (oeste del primer meridiano)
- Hora estándar central (CST) a 90 grados W
- Hora estándar de la montaña (MST) a 105 grados W
- Hora estándar del Pacífico (PST) a 120 grados W
El Reino Unido ya había comenzado un proceso similar, y el resto del mundo pronto hizo lo mismo. Para 1900, el sistema global de zonas horarias que utilizamos hoy estaba bastante bien establecido. El aumento de la conectividad global exigió un sistema universal de medición de tiempo, y las zonas horarias estándar fueron la respuesta.
La mayoría de las zonas horarias no siguen con precisión los meridianos de longitud. Zigzaguean según sea necesario para mantener las islas, los países más pequeños y las grandes áreas metropolitanas en la misma hora del reloj, una concesión obvia a la conveniencia.
Las zonas horarias estándar tienen 15 grados de ancho, ya que 360 grados divididos por 24 horas equivalen a 15 grados por hora. Están numerados por hora a partir del primer meridiano (longitud 0 grados), que atraviesa Greenwich, Inglaterra. El reloj de Greenwich muestra lo que se llama Hora del meridiano de Greenwich (GMT). El sistema de numeración facilita encontrar la hora en otras zonas.
Por ejemplo, California, ocho zonas horarias al oeste de Greenwich, se encuentra en una zona denominada Hora estándar del Pacífico (PST). Esa zona también está etiquetada como "GMT-8" o GMT + 16 ". Entonces, si la hora en Greenwich es 12:00 p.m., la hora en California es 4:00 a.m. (12:00 - 8 horas).
GMT vs UTC
Desde 1972, GMT ha sido reemplazado en gran medida por UTC (Tiempo Universal Coordinado). Cuando se inventaron los relojes atómicos en la década de 1950, se hizo posible medir el tiempo con una precisión mejor que la que proporciona la Tierra en rotación.
GMT era un sistema de "tiempo promedio" basado en observaciones telescópicas del Observatorio de Greenwich. UTC, aunque sincronizado con GMT, tiene en cuenta ligeras variaciones en la velocidad de rotación de la Tierra. De vez en cuando se agrega un "segundo intercalar" (o se resta) al reloj mundial, eso es una corrección entre GMT y UTC. El período de rotación de la Tierra puede variar de exactamente 24 horas en una fracción de segundo de cualquier manera, dependiendo de las perturbaciones geológicas.
Por ejemplo, a medida que los glaciares se derriten, hay una transferencia de masa desde las latitudes más altas hacia el ecuador. Al igual que con un patinador artístico que reduce su velocidad de rotación extendiendo un brazo o una pierna, la ley de conservación del momento angular requiere una reducción de la velocidad de rotación para compensar esta redistribución de la masa. Los científicos estiman que un terremoto de magnitud 9.0 en Japón en 2011 desplazó suficiente masa del ecuador para acortar el día en 1.8 microsegundos (0.0000018 s).
Los astrónomos también deben considerar la diferencia entre el tiempo aparente y el tiempo medio. Esa diferencia dependerá de qué tan lejos esté ubicado este u oeste dentro de una zona horaria, y también en la ecuación de tiempo, que depende de la fecha. Y luego está esa corrección confusa llamada Horario de verano (DST). Pero de nuevo, para comprender el IDL, podemos ignorar estas complicaciones.
¿Qué es el IDL?
Todos sabemos el cambio de día y fecha a medianoche, independientemente de su ubicación en el planeta. Pero para usar un sistema de zona horaria global con un IDL, el día y la fecha deben separarse en dos ubicaciones: no puede dividir un círculo en dos partes con un solo "corte". La solución fue proporcionada en 1884 por la Conferencia Internacional de Meridianos (IMC), celebrada en Washington, D.C., y a la que asistieron representantes de 26 naciones.
El IMC seleccionó el meridiano de 180 grados como el otro "corte", no porque estuviera directamente opuesto al primer meridiano (cualquier meridiano podría haber sido ese otro "corte"). Se eligió el meridiano de 180 grados porque se extiende principalmente a través del océano abierto en el Pacífico central, zigzagueando y haciendo zigzag para mantener a las naciones cercanas en su propio día y fecha. Entonces, la elección de 180 grados fue arbitraria, pero estableció el IDL en uso hoy.
Aunque el IDL comienza en el medio de su zona horaria UTC ± 12 en ambos polos, exactamente a 180 grados de longitud, durante la mayor parte de su longitud, se desplaza hacia el este y coincide con el borde oriental de su zona horaria, que también zigzaguea y zags La conclusión es que este alojamiento mantiene a las naciones isleñas de Oceanía en su propio reloj y calendario. Pero hay excepciones.
Las islas que saltaron un día
Justo antes de la medianoche del 29 de diciembre de 2011, los samoanos se reunieron alrededor de la torre del reloj en la ciudad capital de Apia para celebrar el momento histórico de saltar al otro lado de la Línea Internacional de Fecha.
Cuando el reloj dio las 12:00 a.m., la gente de Samoa, junto con sus vecinos en la isla de Tokelau, se adelantó al sábado 31 de diciembre de 2011, omitiendo el viernes por completo. Ahora se consideraba que las islas estaban en el lado oeste de la IDL en el hemisferio oriental. Específicamente, cambiaron su zona horaria de UTC-11 a UTC + 13.
La decisión fue económica. Si bien Samoa había estado realizando gran parte de sus negocios con los Estados Unidos en el siglo anterior, este comercio se ha desplazado significativamente a la región de Asia y el Pacífico, particularmente a Nueva Zelanda y Australia.
Entonces, aunque Samoa estaba más cerca geográficamente de los países del Pacífico, hubo una muy molesta diferencia de 23 horas entre Samoa y Nueva Zelanda y una diferencia de 21 horas entre Samoa y la costa este de Australia, según EarthSky Communications. Entonces, en un esfuerzo por sincronizar mejor sus semanas de trabajo con sus principales socios comerciales, los dos países insulares decidieron saltarse el IDL.
En un artículo publicado el 28 de diciembre de 2011 en The Guardian, el primer ministro de Samoa, Tuilaepa Sailele Malielegaoi, expresó las molestias con la situación anterior de IDL:
"Al hacer negocios con Nueva Zelanda y Australia, estamos perdiendo dos días hábiles a la semana. Si bien es viernes aquí, es sábado en Nueva Zelanda y cuando estamos en la iglesia el domingo, ya están haciendo negocios en Sydney y Brisbane ".
Esta transición IDL fue una especie de regreso a casa para los samoanos. Hace más de un siglo, el país estaba en el lado occidental de la IDL, pero en 1892 decidió mudarse al lado este para estar más cerca del tiempo de los EE. UU. Entonces, durante 119 años, los samoanos presenciaron la última puesta de sol del día y fueron los últimos en recibir el Año Nuevo; ahora son uno de los primeros.
Desafortunadamente, siempre habrá algunos inconvenientes al vivir tan cerca de la IDL: ahora hay una diferencia de 24 horas entre Samoa, ubicada en la parte occidental de la cadena de islas de Samoa, y Samoa Americana en el lado este.
Tonga también prefirió estar en UTC + 13 (o UTC-11) por razones de comercio y conveniencia. Las Islas Chatham, a casi 500 millas (800 km) al este de Nueva Zelanda, establecen relojes en UTC + 12.75, creando una zona horaria "huérfana" dentro de UTC ± 12. Las zonas horarias fraccionarias se utilizan en 16 ubicaciones en todo el mundo. Los países simplemente eligen lo que funciona mejor para ellos.
Mira el trabajo de IDL
En el video de arriba, estudie el primer cuadro en pausa antes de presionar "reproducir". Muestra el IDL (línea blanca) en el punto de medianoche. Por el bien de las etiquetas, digamos que la cuña verde representa la primera hora del sábado. La parte azul de la Tierra todavía está el viernes. La parte roja (que aparecerá más tarde) será el domingo.
Esa cuña verde es la primera zona horaria al oeste de la IDL. El oeste es en sentido horario como se ve en esta vista desde arriba del Polo Norte. De nota, esta zona horaria verde:
- tiene 15 grados de ancho, abarca 1/24 de la circunferencia de la Tierra y una hora de tiempo;
- está centrado en el meridiano de 180 grados;
- se extiende desde una longitud de 172.5 grados hasta una longitud de 187.5 grados;
- coincide con el IDL a lo largo de la mayor parte de su frontera oriental;
En el instante en que el IDL pasa la medianoche, esa zona horaria completa registra el inicio de un nuevo día. Todas las ubicaciones en una zona horaria dada deben estar en la misma hora del reloj. Hay algunas excepciones: las naciones (y las regiones dentro de las naciones) que han optado por no participar en el horario de verano y aquellos que han optado por utilizar zonas horarias fraccionarias. Pero podemos ignorar eso por ahora.
El modelo en esta animación está idealizado de muchas maneras. Lo más importante es que todas las zonas horarias tienen exactamente 15 grados de ancho y están centradas en 24 meridianos de longitud uniformemente espaciados. Además, el IDL sigue exactamente el borde oriental de toda la zona horaria UTC ± 12. No es así como son las cosas en el mundo real, pero simplifica enormemente mi modelo.
Ahora siéntase libre de presionar "jugar". Observe cómo se encoge el viernes azul a medida que crece el sábado verde. Observe lo que sucede cuando el IDL vuelve a la medianoche y comienza el día y la fecha siguientes. Verá el domingo rojo "sin tambores" y reemplazando el sábado verde a medida que la Tierra gira. Use el control deslizante para ir y venir y ver cómo sucede.
Hay dos cosas a tener en cuenta sobre el IDL. Primero, en cualquier momento, hay dos días y fechas secuenciales vigentes en la Tierra. Esos días y fechas están separados por el IDL, que se extiende desde el Polo Norte hasta el Polo Sur (aproximadamente) a lo largo del meridiano de longitud de 172.5 grados.
En segundo lugar, esos dos días y fechas también se dividen por la línea de medianoche, el meridiano exactamente opuesto al sol. Así que en realidad hay dos "líneas de fecha" en la Tierra: una gira con el planeta (el IDL) y la otra permanece fija en el meridiano de la medianoche. En lados opuestos de ambas "líneas de fecha", el día y la fecha son siempre diferentes.
Greenwich, tenemos un problema ...
Pero espera. Parece haber una excepción a esa regla. Todo el mundo parece estar en el mismo día y fecha durante una hora todos los días. Comienza cuando el borde oriental de la zona horaria UTC-11 llega a la medianoche. Termina cuando el borde oriental de la siguiente zona horaria, el IDL (UTC ± 12), llega a la medianoche. En ese momento un nuevo día comienza a desenrollarse.
Mire la animación nuevamente si no captó eso. Solo dura una hora, o aproximadamente un segundo en el video. Lo verá dos veces, cada vez que el IDL se acerca a la medianoche.
Pero, como se explicó anteriormente, este es un modelo idealizado. Muchas zonas horarias cercanas a la IDL han sido "gerrymandered" hasta el punto donde está Nunca el mismo día en todo el mundo En verdad, es para un "instante" infinitesimal, cuando el IDL llega a la medianoche.
Hay algunas excepciones a ese escenario. Por ejemplo, las Islas Midway están en UTC-11, y las Islas Marshall están en UTC ± 12. Echa un vistazo a este mapa detallado de las zonas horarias en esa área. Si usa la función Planificador de reuniones en el Servidor de hora mundial para esas dos islas, verá que, de hecho, comparten el mismo día y fecha para la última hora del día, como muestra mi animación. Puedes ver ese resultado aquí.
Hay otras combinaciones que proporcionan el mismo resultado. La conclusión es que las zonas horarias están tan mezcladas en esta región que se rompen muchas "reglas". Por ejemplo: Cruzar el IDL cambia el día y la fecha, pero no la hora. Existen excepciones para ambas partes de esa "regla". Es por eso que necesitamos mapas de zona horaria y servidores de hora mundial. Afortunadamente, las aplicaciones de GPS conocen todas las reglas y excepciones, así que mantenga su teléfono inteligente en el momento, día y fecha correctos donde sea que viaje.
Si te pararas en el IDL con un pie a cada lado, ¿qué día sería?
Pregunta capciosa. Como ha "cruzado" el IDL, cada pie estaría en un día diferente. Si usó un reloj en ambas manos, técnicamente, deben configurarse en diferentes días y fechas. La pregunta de qué hora esos relojes deben configurarse no es tan fácil de responder.
Dependiendo de dónde esté parado el IDL, los tiempos pueden ser desde una hora hasta diferentes. Aquí es donde el horario de verano puede estropear las cosas, ya que algunos lugares lo observan y otros no. Y luego está esa complicación fraccional de zona horaria.
Pero "estar a horcajadas sobre el IDL" no es fácil. A menos que esté en un barco anclado en el IDL, realmente no hay lugar donde pueda "pararse" de la manera descrita, excepto cerca de los postes. Dado que los meridianos de longitud convergen en los polos, es posible caminar a través de múltiples zonas horarias en una caminata arbitrariamente corta. A un kilómetro de cada poste, las zonas horarias tienen solo 262 metros de ancho. Si estuviera exactamente en cualquiera de los postes, podría pararse con un pie en las 24 zonas horarias.
Las cosas se vuelven mucho más simples al usar solo unas pocas zonas horarias cerca de los polos. Algunas bases científicas en la Antártida usan la hora de Nueva Zelanda (UTC ± 12), ya que es un punto de embarque popular para viajar a la Antártida. Otros ponen sus relojes en UTC. Los astronautas en la Estación Espacial Internacional hacen lo mismo. La ISS se mueve a una velocidad asombrosa de 4.7 millas por segundo (7.7 km / s). Eso es 5,7 veces más rápido que una bala a toda velocidad. La ISS realiza un viaje alrededor de la Tierra cada 90 minutos. Entonces, en 24 horas, los ocupantes experimentan 32 alternancias de día y fecha, y disfrutan de 16 amaneceres y 16 puestas de sol. Para simplificar las cosas, sus relojes están configurados en UTC + 0.
El tiempo es solo una herramienta
Comprender el IDL es un ejercicio de aritmética, y quizás algo de geometría. No es magia, no es física y apenas es astronomía. Se trata de establecer estándares de tiempo arbitrarios en un planeta en rotación. El tiempo, en ese sentido, es solo otra herramienta de una sociedad tecnológica moderna.
Una nota histórica final: durante la circunnavegación del globo de Magellan en 1519-1522, su navegante registró diligentemente el paso de cada día de su viaje. Cuando regresaron al puerto de origen, el día y la fecha eran uno por uno. No pasó mucho tiempo para descubrir cómo sucedió ese error.
Cuando viaja hacia el oeste (opuesto a la dirección en que gira la Tierra), cada día durará un poco más de 24 horas, es decir, si mide su "día" como el tiempo entre dos "mediodía" sucesivos. Durante los tres años de su viaje, esas pequeñas diferencias se sumaron a un día entero. Esto fue casi tres siglos antes de que se estableciera el IDL, pero demostró la necesidad de ajustes de día y fecha durante el viaje global.
Gracias a la ciencia, todo eso ya está resuelto. En el siglo XXI, las personas dan por sentado el IDL. Los viajes a través del Pacífico son rutinarios, y todos sabemos qué sucede cuando cruzas el IDL. Ahora sabes por qué Sucede.
Dan Heim enseñó física y matemáticas durante 30 años, más si se cuenta su club de ciencias de la escuela primaria. Desde 1999, ha sido escritor independiente y crea animaciones y gráficos informáticos educativos. Dan es presidente del Club de astronomía Desert Foothills en New River, Arizona. Su blog semanal Sky Lights cubre temas que incluyen astronomía, meteorología y ciencias de la tierra, y se alientan las preguntas de los lectores.
