O TEMPO E A SUA MEDIDA

 

Desde que o homem, nas mais remotas idades da história, começou a medir o tempo, utilizou sempre duas unidades naturais que ainda hoje, embora tenham perdido parte do seu valor metrológico, continuam a ter extraordinária importanância e, seguramente, continuarão a tê-la pelos séculos fora, dada a sua capital influência sobre toda a actividade humana. São estas medidas naturais: o dia e o ano. A primeira é o intervalo de tempoque regula a sucessão dos dias e das noites; a segundo, o ano, regula a sequência das estações.

Inicialmente, o homem utilizavaapenas estas unidades para contar o tempo, sem ter a preocupação de recorrer a outras, maiores ou menores, isto é, sem utilizar os múltiplos nem introduzir qualquer divisão das mesmas, excepto aquela, também natural, de dividir o dia em duas partes, o dia propriamente dito e a noite.

As duas unidades, dia e ano, são evidentemente determinadas por fenómenos astronómicoa. A primeira é uma consequência do movimento aparente do Sol, juntamente com a esfera celeste, em torno do que chamamos o eixo do mundo: movimento aparente devido, na realidade, ao movimento de rotação da Terra em torno do seu eixo. A segunda, o ano, é determinada pelo deslocamento do Sol na esfera celeste em relação às estrelas, deslocamento devido, na verdade, ao movimento de translação da Terra  em torno do Sol e em vista do qual os dias e as noites não têm sempre a mesma duração, nem os raios solares chegam sempre às diferentes regiões da Terra com a mesma inclinação.

Mas, à medida que a sociedade humana se foi aperfeiçoando, as relações sociais foram crescendo e, em geral, se foi desenvolvendo a civilização e a ciência; o homem viu-se então obrigado a procurar medidas de tempo de duração inferior ao dia, a substituir medidas de duração variável por outras mais constantes, a idealizar aparelhos para medir o tempo nessas unidades e a definir concretamente qual o seu valor num determinado instante. Mas em todas estas sucessivas etapas nunca perdeu de vista a origem astronómica da unidade de tempo.

Como as actividades ordinárias do homem primitivo estavam inteiramente dependentes da luz solar, é natural supor que tenha sido o intervalo de tempo entre o nascimento e o ocaso do Sol a primeira medida de tempo por ele utilizada. Cada um dos dois períodos, luz e escuridão, acabou por ser dividida em 12 horas temporárias, iniciadas, respectivamente, ao nascer e ao pôr-do-sol. Ao verificar mais tarde que as trevas não eram, como se julgavam, uma entidade objectiva e que o nascimento e o ocaso dos astros eram devidos à rotação da Terra e que esta era praticamente constante, passou ela então a ser a base de toda a medida de tempo.

Mas o tempo solar verdadediro continua a não ser uma medida uniforme de tempo. Isso resulta da não uniformidade do movimento do Sol em ascensão recta, proveniente da inclinação da órbita do Sol sobre a eclíptica e do facto de não ser constante a sua velocidade angular. Para se ter uma medida constante do dia, imaginou-se um sol médio fictício movendo-se ao longo do equador, no sentido directo, com movimento uniforme e demorando o mesmo tempo que o Sol verdadeiro leva a percorrer a eclíptica. À diferença entre os ângulos horários dos dois astros dá-se o nome de equação do tempo.

A substituição de tempo verdadeiro pelo tempo médio iniciou-se em fins de do século XVIII. Reconheceu-se em seguida que a reforma adoptada não era suficiente, pois quer o tempo solar verdadeiro quer o tempo solar médio são tempos locais: apenas os lugares situados no mesmo meridiano possuem tempos iguais. Assim, com o desenvolvimento das comunicações, cedo se constatou a necessidade de unificar a hora para um país inteiro. Esta hora única, fixada por lei, e por essa razão chamada hora legal, era geralmente baseada na hora do observatório principal do país. Em Inglaterra, a hora legal adoptada era a do tempo médio do Observatório de Greenwich; em Espanha a do Observatório de S. Fernando; em Portugal, a do Observatório da Tapada.

Uniformizada a hora nos diferentes países, restava agora proceder à sua unificação em toda a Terra, dado o notável incremento entretanto tomado pelas comunicações internacionais. Para este efeito, a Conferência do Meridiano, realizada em Washington em 1884, decidiu adoptar um sistema planeado por Stanford Fleming alguns anos antes. De acordo com este sistema, a Terra foi dividida em 24 fusos horários, cada um deles com a extensão de 15º em longitude e uma hora única correspondente à do seu meridiano central. O meridiano origem é o meridiano de Greenwich e o primeiro fuso estende-se 7º 30′ em longitude para cada um dos lados desse meridiano. Ao tempo correspondente ao meridiano origem (Greenwich) dá-se o nome de Tempo Universal.

          Ainda antes do aparecimento dos relógios de quartzo e dos padrões atómicos, que puseram em evidência, de maneira bem clara, a existência de irregularidades na rotação da Terra, já os astrónomos haviam descoberto discrepâncias entre as posições observadas do Sol, da Lua e dos planetas e as calculadas pelas fórmulas da mecânica celeste. Essas discrepâncias só poderiam ser atribuídas ao facto de o tempo utilizado  em tais fórmulas, deduzido do movimento de rotação da Terra, não ser rigorosamente constante. Por esse motivo, a União Astronómica Internacional decidiu introduzir em 1955 uma nova noção de tempo, o Tempo das Efemérides, baseado no movimento de translação da Terra em torno do Sol que, para um observador terrestre, se traduz pelo movimento do Sol entre as estrelas. O segundo das efemérides é uma fracção perfeitamente determinada do ano trópico para 1900.

          Com o advento dos padrões atómicos de frequência, o tempo das efemérides também deixou de satisfazer às precisões exigidas nas medidas de comparação de frequências. Devido a esse facto, os físicos e, em particular, os radiotécnicos propuseram que se substituísse a definição astronómica de segundo por uma melhor definida, mais estável e mais acessível às suas necessidades. Assim, a partir de  1967, o segundo passou a ser definido em função duma transição quântica do átomo de césio 133. Mais recentemente, surgiram outras escalas de tempo, o Tempo Dinâmico Terrestre e o Tempo Dinâmico Baricêntrico, igualmente baseados na definição atómica de tempo e especialmente concebidas para estabelecer a ligação ao tempo das efemérides.