En principio podrá parecer
extraño pero para emprender viajes a muy largas distancias, desde un
lado hasta el otro del globo terráqueo cruzando los mares, se requiere
medir el tiempo con gran precisión. La explicación está en la necesidad
de conocer qué tan al Oriente o al Poniente se ubica uno en determinado
momento con respecto al punto de partida. No ocurre así cuando se viaja
en una dirección Norte – Sur.
Pero, lo que hoy en día conocemos
como el cambio de horario y que aqueja a todo aquel viajero quién
realiza un viaje en avión de América a Europa o Asia y viceversa, no
era tan obvio allá por el siglo XV cuando iniciaron los grandes viajes
de exploración, pues en aquel entonces no se conocían todavía los
relojes. Para entender esto con mayor claridad revisemos brevemente los
conceptos relativos a las coordenadas geográficas de longitud y
latitud. Éstas son medidas angulares empleadas para ubicar la posición
de un punto determinado sobre la superficie esférica de La Tierra dónde
vivimos.
La latitud se mide a partir del
ecuador en dirección, ya sea Norte o Sur, hacia los polos. Así, el
ecuador corresponde a la latitud cero grados mientras que los polos
tienen latitudes 90 grados Norte o 90 grados Sur, dependiendo de cuál
de ellos se trate. Por su parte las diversas localidades geográficas
pueden tener latitud Norte o latitud Sur con valores entre cero y 90
grados. Por ejemplo, la latitud medida para la Ciudad de México es de
19 grados 24 minutos y 09 segundos Norte (posición de la estación
meteorológica en el extremo suroeste, azotea del edificio de la
Facultad de Ingeniería en la Universidad Anáhuac), mientras que el
aeropuerto internacional en la Ciudad de Buenos Aires, Argentina se
ubica sobre una latitud de 34 grados y 51 minutos Sur.
Por su parte, la longitud se mide
caminando hacia el Este o hacia el Oeste a partir de un punto de
referencia marcado arbitrariamente con el valor de cero longitud. Para
el caso de nuestro planeta dicha referencia es el meridiano que pasa
por el observatorio de Greenwich en Londres, Inglaterra. Un meridiano
se define como un círculo máximo que pasa por ambos polos y cuyo centro
coincide con el centro de la Tierra, de manera que se le visualiza,
desde una cierta localidad, como una línea imaginaria que corre en
dirección Norte – Sur.
Los valores posibles para la longitud
van desde cero hasta 180 grados, ya sea Este (llamado hemisferio
oriental) u Oeste (hemisferio occidental). El valor máximo de longitud
180 grados corresponde a la llamada Línea Internacional de la Fecha y
que parte desde el Polo Norte, cruza por el estrecho de Bering, corre
por la mitad del Océano Pacífico pasando muy cerca de la costa Oriental
de Nueva Zelanda hasta llegar al Polo Sur. Así pues, la longitud para
el punto antes citado en el edificio de la Facultad de Ingeniería es 99
grados 15 minutos y 49 segundos al Oeste de Greenwich, mientras que,
por ejemplo, la ciudad de Kiev en Ucrania tiene una longitud de 30
grados y 45 minutos Este.
Se comprende mejor el significado de
un grado de ángulo medido sobre la superficie terrestre si se considera
que la circunferencia polar media de nuestro planeta es de 40,000
kilómetros y 40,076 kilómetros cuando se recorre una vuelta completa
sobre el ecuador. Debido a que una circunferencia completa equivale a
un ángulo de 360 grados, se encuentra que un grado de latitud es
análogo a 40,000 dividido entre 360, igual a 111.111 kilómetros. La
operación correspondiente para la longitud arroja una cifra de 40,076
entre 360 = 111.332 kilómetros. Para simplificar, todas las distancias
se toman sobre la base de 111.111 kilómetros por cada grado.
En forma semejante, se define un minuto de arco sobre la superficie terrestre como la fracción 1/60 de grado y que vale 111.111 ¸
60 = 1.852 kilómetros; conocido también como milla náutica. Así mismo,
un segundo de arco, tomado como la fracción 1/60 de minuto de arco,
vale 30.864 metros. Si se camina a lo largo de un pasillo completo en
alguno de los edificios de nuestro campus (66 metros), se ha recorrido
una distancia angular igual a 2.138 segundos de arco de superficie
terrestre. Nótese que no es lo mismo un segundo de arco que un segundo
de tiempo; esta distinción será tratada a continuación.
Como ya se estableció, hoy en día se
sabe que la hora local cambia conforme uno viaja hacia el Oriente (se
adelanta el reloj) o hacia el Poniente (se atrasa el reloj), pero no
así si se viaja hacia el Norte o hacia el Sur. Los viajeros frecuentes
en rutas intercontinentales lo saben perfectamente. Pero conviene
formularse la pregunta:
¿Cuál es la relación entre la longitud geográfica y la hora local y cómo se mide?
La latitud se mide con relativa
facilidad pues basta con conocer el ángulo de elevación del Sol sobre
el horizonte al mediodía y la fecha. Antiguamente los marinos solían
medir este ángulo con el auxilio de octantes y que posteriormente
evolucionaron a los sextantes. Así, con base en unas tablas se llega al
valor buscado. Pero esta medida de ángulo no sirve para determinar la
longitud pues se requiere medir con mucha precisión la hora local. Esto
motivó que los primeros viajes de exploración a partir del siglo XV se
condujeran navegando próximo a las costas, sin perder de vista la
tierra firme. Aventurarse hacia el interior de los océanos habría sido
suicida; más aún en vista que en aquella época muchos pensaban todavía
que La Tierra era plana.
Al desarrollarse los relojes basados
en péndulos (invento de Galileo) hacia principios del siglo XVII fue
posible emprender las grandes navegaciones oceánicas. Dichos relojes
permitieron por fin medir el tiempo exacto para el orto (salida por el
Oriente) o el ocaso (puesta por el Occidente) de alguna estrella en
particular y referirla al instante del día en que ocurre tal suceso
para una localidad diferente cuya ubicación se conoce.
Por ejemplo, si se viaja hacia el
Oriente sin cambiar la latitud el Sol sale cada vez más "temprano"
siempre y cuando la hora considerada sea la de un lugar fijo
predeterminado ¾por ejemplo, el punto de origen¾
y no la hora local del nuevo sitio a donde se llega. Lo contrario
sucede al viajar hacia el Occidente. De aquí nace el concepto de los
husos horarios y las diferencias en las horas locales. Los primeros
maestros en este arte fueron los holandeses quienes pudieron adaptar el
sistema de péndulo a otro nuevo más robusto de escape y ancora capaz de
soportar los rigores propios de un viaje por mar.
Si lo vemos con realismo, Cristóbal
Colón, a fines del siglo XV y 120 años antes de que entraran en escena
los relojes de precisión, fue MUY aventado porque se adentró en el
Océano Atlántico sin ser capaz de medir la longitud. Por eso creyó
erróneamente que había llegado a la India y nunca supo que, en
realidad, había descubierto un nuevo continente. De acuerdo con sus
cálculos, la circunferencia terrestre sería tan sólo del orden de los
27 mil kilómetros y no de 40 mil; le faltaron trece mil kilómetros
(toda América y el Océano Pacífico) por no llevar consigo todo lo que
se necesita para semejante aventura. Murió en su error, pobre y
olvidado, tras haber logrado lo que históricamente se considera como la
hazaña individual más grande en la historia de las realizaciones
humanas.
Con aquellos relojes ultraprecisos
que tanta falta le hicieron a Colón se pudo obtener la equivalencia
entre las diferencias de tiempo y los valores de los ángulos y/o arcos.
Dado que la circunferencia terrestre completa cubre 360 grados de arco
y abarca 24 horas de tiempo resulta la equivalencia de 15 grados de
arco para cada hora o, bien, un grado de arco para cada cuatro minutos
de tiempo. Así, al viajar un grado hacia el Oriente el Sol sale cuatro
minutos "antes". Dividiendo este último valor entre 60 se obtiene que
un minuto de arco equivale a 0.0667 minutos de tiempo, es decir, cuatro
segundos.
Suena curioso, ¿verdad?, pero así es. Trasladándose
1.852 kilómetros (una milla náutica) hacia el Oriente sobre el ecuador
la salida del Sol ocurrirá cuatro segundos "antes" (referida al tiempo
de la localidad fija). Con este razonamiento se concluye que, para el
caso particular de la Ciudad de México, el Sol aparece antes en
Ixtapalapa que en Interlomas. Pero no resulta sencillo medir tales
diferencias de tiempo, amén que se requiere observar con mucho cuidado
y sobre terreno muy plano. En este sentido la superficie del mar
resulta ideal. De aquí se entiende la razón para disponer de relojes
muy exactos y que sólo fueron superados por la electrónica y las
comunicaciones satelitales en la última década del siglo XX.