A ilusão das 24 horas: a verdade por trás da estrutura do tempo na sociedade

Entenda a complexidade do conceito de dia e suas variações temporais.

De acordo com o Dicionário da Língua Espanhola, um dia é definido como o “período de 24 horas”, que é aproximadamente o tempo que a Terra leva para completar uma volta em torno de seu eixo. A palavra “aproximadamente” é crucial para compreender a verdadeira duração do dia.

Embora consideremos que o dia possui 24 horas como uma verdade absoluta, essa é, na verdade, uma média. Quando medimos o tempo entre dois meios-dias solares, notamos que a maioria dos dias tem uma duração ligeiramente superior ou inferior a esse padrão. O tempo exato que a Terra leva para girar 360° em torno de seu eixo é de 23 horas, 56 minutos e 4,09 segundos, conhecido como dia sideral, que é medido em relação às estrelas, não ao Sol.

Além de sua rotação, a Terra também se movimenta em sua órbita ao redor do Sol, avançando a uma taxa de quase um grau por dia. Para que o Sol retorne ao mesmo ponto no céu, a Terra deve girar esse grau adicional, totalizando mais de 361°. Isso resulta em cerca de quatro minutos a mais em relação ao dia sideral.

Essa diferença resulta na definição convencional de dia: o dia solar médio, que corresponde a 86.400 segundos (24 horas) e é a base para o tempo civil. Este dia é uma média do dia solar verdadeiro, que é o tempo que realmente passa entre duas passagens consecutivas do Sol pelo meridiano. Durante o ano, o dia solar verdadeiro pode variar, sendo até 20 segundos mais curto ou 30 segundos mais longo que a média.

As variações na duração do dia solar verdadeiro ocorrem por dois motivos principais. Primeiro, a órbita da Terra é elíptica. Quando a Terra está mais próxima do Sol, no periélio, ela se move mais rapidamente em sua órbita, fazendo com que os dias solares sejam mais longos. Por outro lado, no afélio, quando está mais distante, os dias solares tendem a ser mais curtos. O segundo motivo é a inclinação do eixo terrestre, que, em cerca de 23,4°, faz com que o movimento aparente do Sol ao longo do ano não seja uniforme.

Pensando no analema

Esses efeitos são responsáveis pelo analema, a curva que o Sol desenha no céu quando sua posição é registrada no mesmo horário e local ao longo de um ano. Esta figura peculiar, em forma de “oito”, é um elemento central na astrofotografia. A inclinação do eixo é o que elongada a curva verticalmente, enquanto a órbita elíptica faz com que um dos lóbulos do oito seja maior que o outro.

A diferença entre o tempo solar verdadeiro, que seria indicado por um relógio de Sol, e o tempo solar médio, que utilizamos em nossos relógios, é conhecida como equação do tempo. Essa diferença pode ultrapassar 16 minutos no início de novembro e se anula quatro vezes ao longo do ano: em torno de 15 de abril, 13 de junho, 1º de setembro e 25 de dezembro.

O formato do analema não é fixo; ele varia conforme a inclinação do eixo da Terra, a excentricidade da órbita e a época do ano em que ocorre o periélio. Atualmente, sua formação ocorre alguns dias após o solstício de dezembro, mas esse padrão se desloca lentamente. Em torno do ano 6400, o analema coincidirá com o equinócio de março, alterando a distribuição entre os dois lóbulos do oito.

Além disso, a rotação da Terra não é constante. A longo prazo, o atrito das marés, causado pela Lua, desacelera a Terra em aproximadamente 2 milissegundos por século. Desde 2020, no entanto, o planeta tem girado um pouco mais rápido do que o esperado. Em 5 de julho de 2024, foi registrado o dia mais curto desde a introdução dos relógios atômicos, com 1,66 milissegundo a menos que os 86.400 segundos. Espera-se que, no verão de 2025, esse recorde seja novamente desafiado.

Para evitar a desincronização dos relógios atômicos em relação à rotação da Terra, são utilizados os segundos intercalares. O último foi adicionado no final de 2016 e