O que é o tempo?

É difícil buscar uma definição precisa de tempo. Consideremos dois eventos, um ocorrendo depois do outro. Para entender o conceito de depois podemos recorrer à causalidade: vamos supor que o primeiro evento tenha provocado o segundo, então podemos dizer certamente que o segundo evento ocorre depois do primeiro. Façamos então a pergunta: “Quanto o segundo evento ocorre depois do primeiro?”. A resposta é a quantidade que costumamos chamar de tempo, ou, mais precisamente, de intervalo de tempo. Essa quantidade pode ser medida por um dispositivo chamado relógio. O relógio trabalha de forma contínua fornecendo indicações instantâneas, que podemos chamar de momentos. Então, o primeiro evento ocorre em um momento, digamos m1 e o segundo ocorre em outro momento, digamos m2. O intervalo de tempo entre os dois eventos, que vamos chamar de t, é: t=m2-m1.

Consideremos para fins práticos, então, que tempo é o intervalo entre dois eventos, ou o momento indicado pelo relógio.

O tempo é medido em segundos, que é uma unidade do SI (Sistema Internacional de Unidades). Historicamente o segundo era medido com base no dia solar médio (1/86400 do dia solar médio), mas a rotação da Terra é bastante imprecisa. Então, em 1954, definiu-se o segundo com base na rotação da Terra em torno do Sol (1/31.556.925,9747 do tempo que levou a Terra a girar em torno do Sol à partir das 12h de 04/01/1900). Contudo, a rotação da Terra em torno do Sol também é imprecisa.

Desde 1967 o segundo é definido com base na medição de relógios atômicos, como:

“O segundo é a duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133.”

 

As escalas de tempo.

As escalas de tempo podem ser definidas como sistemas de ordenamento de eventos. Pode-se entendê-las também como convenções sobre a forma de medir e representar o tempo. As escalas não podem ser ambíguas, devem ser estáveis e homogêneas.

Existem diversas escalas de tempo. As mais importantes no contexto do NTP são:

  • TAI (Tempo Atômico Internacional ou Temps Atomique International): Tempo Atômico Internacional. É calculada pelo Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) a partir da leitura de mais de 260 relógios atômicos localizados em institutos e observatórios de metrologia ao redor do mundo. No Brasil o Observatório Nacional participa da geração do TAI. Estima-se que o erro do TAI em relação a um relógio imaginário perfeito esteja em torno de 100ns por ano.
  • TUC (Tempo Universal Coordenado) ou UTC (Universal Time Coordinated): É a base para o tempo legal no mundo todo, inclusive no Brasil. O UTC acompanha o TAI, mas é disciplinado pelo período solar. Para ajustar o UTC em relação ao período solar é acrescentado ou removido um segundo sempre que necessário. Isso é chamado de segundo intercalado, ou leap second, e ocorre aproximadamente a cada 18 meses. Assim, assegura-se que o Sol esteja exatamente sobre o meridiano de Greenwich as 12h, com um erro máximo de 0,9s. O UTC é então o sucessor do GMT (Greenwich Mean Time), que era a escala de tempo utilizada quando a definição de segundo era baseada no dia solar.
  • TA(k): Tempo Atômico. É a designação dada às escalas de tempo materializadas por um relógio atômico específico. Por exemplo, a designação TA(ONRJ) indica a escala mantida pelo Observatório Nacional no Rio de Janeiro, e que contribui na geração do TAI. TA(NIST) indica a escala mantida pelo US National Institute of Standards and Technology.
  • GPS Time: Os satélites GPS adotaram uma escala sincronizada com o UTC em 1980, mas desde então não sofreram as correções dos segundos intercalados. O GPS está adiantado em relação ao UTC 14s. Atenção aqui porque os receptores GPS normalmente apresentam o tempo em UTC, fazendo a “correção” internamente. Desconsiderando-se a questão dos segundos intercalados, o GPS (por definição) não diverge do UTC mais do que 1µs; na prática, o erro não passa de algumas dezenas de nanosegundos.
  • Tempo Local: Diferentes regiões do mundo adotam fusos horários distintos. O tempo local é uma escala de tempo baseada numa diferença em relação ao UTC, de forma a adequá-lo ao tempo solar local. O Brasil usa 4 fusos horários diferentes, que variam de acordo com a região e com o horário de verão. A hora oficial do Brasil é UTC-3 (UTC-2 quando em horário de verão).
Diferença em relação
ao UTC
Sem horário de Verão No horário de Verão
UTC – 2 Ilhas de Fernando de Noronha, Trindade, Martin Vaz, Penedos de São Pedro e São Paulo e o Atol das Rocas. Ilhas de Fernando de Noronha, Trindade, Martin Vaz, Penedos de São Pedro e São Paulo e o Atol das Rocas. Estados da região Sudeste e Sul, Goiás e o Distrito Federal (hora oficial do Brasil).
UTC – 3 Estados da região Nordeste, Sudeste, Sul, além do Distrito Federal (hora oficial do Brasil), Goiás, Tocantins, Amapá e a porção oriental ou leste do estado do Pará. Estados da região Nordeste, Tocantins, Amapá e a porção oriental ou leste do estado do Pará, Mato Grosso e Mato Grosso do Sul.
UTC – 4 Estados de Roraima, Rondônia, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, a porção oeste do estado do Pará e a maior parte do estado do Amazonas. Estados de Roraima, Rondônia, a porção oeste do estado do Pará e a maior parte do estado do Amazonas.
UTC – 5 Porção oeste do Amazonas e todo o estado do Acre. Porção oeste do Amazonas e todo o estado do Acre.