En la Luna, hay No hay normalidad. No hay viento, ni lluvia, ni erosión. Nada vuela por encima de nuestras cabezas y nada verde se esfuerza por alcanzar el cielo. No hay ritmos diarios como los que experimentamos en la Tierra: no hay canto de grillos ni brisa al atardecer. El tiempo mismo parece detenerse, o al menos avanzar de manera diferente. Incluso las sombras se desplazan en una línea de tiempo muy diferente. Un día lunar y una noche lunar duran cada uno dos semanas terrestres. Es más, los segundos pasan ligeramente más rápido que en nuestro mundo natal.
El tiempo lunar es un dato muy importante que debemos entender, especialmente ahora que los países y las empresas privadas están intentando volver a la superficie lunar en esta década. Para entender por qué el tiempo lunar es tan extraño (y por qué los científicos crearon recientemente una nueva y única zona horaria solo para la Luna), tenemos que pasar un momento con Einstein.
Entre los mayores descubrimientos del siglo XX se encuentran las dos teorías de la relatividad de Einstein. La relatividad general dice que la gravedad es una deformación del espacio y el tiempo, en lugar de una atracción mutua entre objetos. La relatividad especial explica cómo los diferentes lugares del universo perciben el tiempo y el espacio de manera diferente: el tiempo parece moverse más lentamente en un campo gravitatorio mayor, en relación con un entorno de menor gravedad. Y un reloj que se mueve a través del espacio hace tictac más lentamente que uno estacionario. En la interpretación hollywoodense de estas teorías, un personaje que viaja en el espacio durante mucho tiempo, o bajo la influencia gravitatoria de un agujero negro u otro objeto muy grande, envejecerá mucho más lentamente que sus seres queridos en la Tierra.
Incluso fuera de películas como InterestelarEs cierto que el tiempo no fluye de manera uniforme en el universo. Los satélites GPS deben tenerlo en cuenta para funcionar. Por eso, cada vez que recibes indicaciones en tu teléfono inteligente, experimentas los efectos prácticos de la relatividad especial.
De hecho, toda navegación se basa en el tiempo. Por eso inventamos la longitud.
Para saber dónde estás, necesitas la latitud y la longitud. La latitud es fácil: puedes medir tu ubicación en relación con el ecuador o los polos (qué tan al norte o al sur estás) usando las estrellas o el propio campo magnético de la Tierra. Pero la longitud (qué tan al este o al oeste estás) es básicamente inventada. Primero, necesitábamos inventar un meridiano principal, una línea imaginaria dibujada de polo a polo a lo largo de la superficie del planeta. Luego, para la navegación, necesitas averiguar dónde estás en relación con esa línea fija. La forma más sencilla de hacerlo es usar una escala de tiempo que sea la misma en ambos lugares. Así que la longitud en realidad tiene que ver con los relojes.
El control del tiempo, tal como lo hacemos ahora, consiste tanto en asegurarnos de que apareces en el lugar correcto como en el momento correcto.
Esto también es válido para el GPS. Cada satélite de una constelación GPS lleva un reloj atómico de gran precisión. Estos relojes miden los segundos no según el arco del Sol en el cielo, como hacían nuestros antepasados, sino según el movimiento de un átomo, normalmente del elemento cesio, que se mueve a un ritmo fiable. El reloj interno de átomos en movimiento de cada satélite está sincronizado con una referencia de tiempo estándar. Los satélites GPS hacen rebotar señales a sus receptores (por ejemplo, su teléfono inteligente) y durante ese proceso miden el tiempo, o la cantidad de movimiento atómico, que tardan las señales en llegar a los receptores.
El tiempo se dilata o se ralentiza en los satélites porque experimentan una gravedad menor que los receptores en la Tierra y porque se mueven a cientos de kilómetros por hora (recuerde que un reloj en movimiento hace tictac más lento que uno que está parado). Los relojes de los satélites se retrasan unos 7 microsegundos al día respecto de los de la Tierra, pero los receptores se programan antes del lanzamiento para tener en cuenta los pequeños cambios en el tiempo. En conjunto, el conjunto de señales GPS enviadas desde los satélites y sus correcciones integradas pueden determinar la posición de un receptor y su hora local.
Pero no podemos trasladar este sistema a la Luna. Los relojes de la superficie lunar funcionan más rápido que los terrestres en casi 58 microsegundos por día. No es mucho en un día determinado, pero con el paso de los meses se irá acumulando y será suficiente para alterar la precisión del GPS.
La navegación precisa es cada vez más importante en la Luna, ya que astronautas de varios países y empresas privadas buscan regresar allí. Los aterrizajes de las naves espaciales deben realizarse en el momento justo para evitar terrenos peligrosos, pero también para evitar interferir con la futura infraestructura lunar. Los astronautas necesitan señalar ubicaciones exactas, tal vez de una roca interesante, tal vez del lugar correcto para buscar agua en lo que será la versión más futurista de una X que marque el lugar.
Aunque un reloj en la Luna marcará más rápido que un reloj en la Tierra, no es tan sencillo como medir la diferencia, como hacen los satélites GPS. La gravedad de la Tierra también afecta a la Luna (por eso sigue siendo nuestra Luna, después de todo, y no se ha desviado para orbitar otra cosa). La gravedad del Sol también interfiere. Para solucionar todo esto, los científicos de los Institutos Nacionales de Estándares y Tecnología idearon recientemente una nueva hora lunar coordinada, que servirá como referencia estándar para cualquier ubicación en la Luna. La hora lunar se puede comparar con una hora lunar coordinada estándar, de la misma manera que usamos el tiempo universal coordinado (antes llamado tiempo medio de Greenwich) para determinar nuestras zonas horarias.
“Es como tener toda la Luna sincronizada con una 'zona horaria' ajustada a la gravedad de la Luna, en lugar de tener relojes que gradualmente se desincronizan con el tiempo de la Tierra”, dijo el físico del NIST Bijunath Patla en una declaración a principios de este mes.
Los físicos afirman que sus esfuerzos por desarrollar un tiempo lunar coordinado podrían aplicarse a otros lugares del sistema solar, simplemente adaptando el sistema de relojería a la gravedad de cualquier otro mundo. Es cuestión de tiempo.
La columnista de Wondersky, Rebecca Boyle, es autora de Nuestra Luna: cómo la compañera celestial de la Tierra transformó el planeta, guió la evolución y nos convirtió en quienes somos (Enero de 2024, Random House).