¿Cuándo dejará de girar la Tierra?

Busqué el segundo intercalar en Wikipedia. Es un segundo agregado (generalmente) a los relojes para mantenerlos sincronizados con el reloj atómico.

Los relojes civiles utilizan la hora universal coordinada (UTC), a veces llamada erróneamente hora media de Greenwich (que ya no existe). Los relojes atómicos utilizan el Tiempo Atómico Internacional (TAI). UTC y TAI están sincronizados. Los relojes civiles funcionan exactamente al mismo ritmo que los relojes atómicos.

Los relojes basados ​​en la rotación de la Tierra utilizan el concepto de día solar medio, dividido exactamente en 86.400 segundos solares medios. Este es el Tiempo Universal (UT1 y variantes, a veces también llamados erróneamente GMT). El segundo utilizado por los relojes atómicos (y, por lo tanto, por los relojes civiles) no es exactamente lo mismo que el segundo solar medio. Actualmente, un día solar medio tiene una duración de 86.400,001 TAI segundos. Se agregan segundos bisiestos para mantener la medianoche UTC dentro de los 0,9 segundos de la medianoche UT1.

Supongamos que la tasa de rotación de la Tierra permanece constante en su valor actual, donde el día solar medio dura 86.4000,001 segundos. Esta tasa de rotación constante no significaría el final de los segundos bisiestos. Todavía sería necesario agregar un segundo bisiesto cada mil días para mantener el UTC dentro de los 0,9 segundos de UT1. Esta es una de las muchas razones por las que una extrapolación lineal basada en segundos bisiestos durante los últimos 43 años no es válida.

Por otra razón, veamos qué pasó en los últimos 43 años. La siguiente imagen es del artículo de wikipedia Fluctuaciones en la duración del día .

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En la imagen, se puede ver que el día era 2 milisegundos más largo hace 43 años que ahora. ¡La Tierra parece estar acelerando en lugar de ralentizarse! Incluso 100 años no es suficiente. La duración de un día solar en 1911 era aún mayor, unos 3,4 milisegundos más que el día actual. Hay muchas interacciones complicadas entre la atmósfera de la Tierra, los océanos, el manto y la corteza, el núcleo externo y el núcleo interno. Estos transfieren el momento angular entre ellos. El manto y la corteza también cambian de forma. La Tierra todavía se está recuperando del hielo que presionó gran parte del norte hace 110.000 a 12.000 años. El muy lento rebote post-glacial que todavía está en curso transfiere rocas a los polos. Esto acelera la tasa de rotación de la Tierra.

Todos estos efectos son periódicos. Hay un efecto que no es periódico, y es la transferencia del momento angular de la rotación de la Tierra a la órbita de la Luna. Todos estos efectos periódicos, algunos de los cuales tienen un período muy largo, significan que usar la tasa de rotación de la Tierra como un indicador para descubrir esta transferencia de momento angular es un poco sospechoso. El marco de tiempo tiene que ser muy largo, cientos de millones de años o más.

La gente comete errores incluso con un tratamiento completo de las matemáticas. En su excelente artículo, Touma & Wisdom ( Touma & Wisdom, "Evolution of the Earth-Moon system", The Astronomical Journal 108 (1994): 1943-1961 ) integró la tasa de rotación de la Tierra y la órbita de la Luna y llegó a la Luna y la Tierra estaban muy juntas hace menos de 1.500 millones de años. Su error fue usar el valor actual de cierta constante que no es constante, el$k_2$número de amor de marea. La tasa actual de recesión de la Luna es anómalamente alta. La razón es que hay dos barreras norte-sur para un flujo suave de mareas, las Américas y Afro-Eurasia. En otros tiempos, había un solo supercontinente. En otros tiempos, las regiones ecuatoriales eran en su mayoría océanos. Los pares de marea (y por lo tanto la tasa de recesión de la Luna) fueron anormalmente bajos durante esos tiempos. La tasa actual de recesión lunar es aproximadamente el doble del valor promedio, promediado durante los últimos 2.450 millones de años. Usando esta tasa promedio e integrando hacia atrás se obtiene un valor mucho más sensato para la creación de la Luna.

Entonces, ¿cuándo dejará de girar la Tierra? La respuesta es nunca. Suponiendo que el Sol no destruya la Tierra y la Luna cuando se convierta en un gigante gaseoso, la Luna escapará del campo gravitatorio de la Tierra o dejará de retroceder cuando el período sideral de la Luna (el mes sideral) y la tasa de rotación sideral de la Tierra ( el día sideral) tienen la misma duración.