Hueso con marcas de fases de la Luna. Dordogne, France. Archaeological Museum, Photo: Emilia Pasztor

El tiempo es una de esas ideas que todos utilizamos a diario, pero que resulta sorprendentemente difícil de definir cuando intentamos explicarla con precisión. Sea lo que sea el tiempo, desde hace milenios hemos aprendido a medirlo. La forma de hacerlo transformó la ciencia, la navegación, la industria y nuestra propia manera de entender el mundo. La llegada de los relojes mecánicos y, más tarde, de los electrónicos, la regulación de los horarios y los calendarios en las legislaciones nacionales, y la iluminación eléctrica transformaron nuestros hábitos, que dejaron de depender de la observación del cielo para pasar a depender de los relojes.

Quizá piense que todos los días del año duran exactamente veinticuatro horas, que todas las horas tienen la misma duración y que la hora en su pueblo es idéntica a la del pueblo vecino. Sin embargo, esto solo es cierto desde que se generalizó el uso de relojes personales: primero los de bolsillo, a partir de mediados del siglo XIX; después los de pulsera, tras la Primera Guerra Mundial; y, desde comienzos del siglo XXI, los relojes incorporados a los teléfonos móviles. Durante la mayor parte de la historia, la medición del tiempo se basó en fenómenos astronómicos directamente observables, especialmente en los movimientos aparentes del Sol, la Luna y las estrellas. El amanecer, el ocaso y el mediodía verdadero —definido como el instante en que el Sol culmina al cruzar el meridiano local— constituían las principales referencias temporales.

Con el paso de los siglos, lo que permitió establecer la repetición de ciertos fenómenos con precisión fue la acumulación sistemática de observaciones. Quizá la recopilación más antigua que conservamos con información astronómica precisa sea la de las tablillas MUL.APIN, elaboradas en Mesopotamia, que reúnen conocimientos obtenidos durante muchos siglos y que más tarde llegaron al mundo griego, donde fueron ampliados y perfeccionados.

Durante mucho tiempo, la forma más común de medir el paso del tiempo consistió en observar la longitud y la posición de las sombras, a veces combinadas con el movimiento de determinadas estrellas. Un avance extraordinario fue la invención del astrolabio en la antigua Grecia, instrumento que alcanzó un notable grado de perfeccionamiento en el mundo islámico. Una de las principales motivaciones para lograr una determinación precisa del tiempo fue la necesidad de fijar con exactitud los momentos de determinadas prácticas religiosas.

Para medir intervalos largos, las referencias habituales durante milenios fueron las fases de la Luna, que dieron origen a los calendarios lunares, y la repetición de las estaciones, que condujo al año solar. Más adelante aparecieron los calendarios lunisolares, que combinaban ambos sistemas. La observación de determinadas estrellas que reaparecían al amanecer tras permanecer invisibles durante un largo periodo —su orto helíaco— permitió a los antiguos egipcios establecer un calendario de 365 días.

La división del año en doce meses probablemente surgió al comprobar que la Luna completa aproximadamente doce ciclos de fases (lunaciones) en unos 354 días, una duración próxima al año solar que podía ajustarse mediante la adición periódica de algunos días o de un mes intercalar. Esta idea apareció de forma independiente en diversas civilizaciones. Los sumerios y los babilonios fueron de los primeros en formalizar un calendario de doce meses; los egipcios también dividieron el año en doce meses de treinta días, a los que añadían cinco días complementarios, mientras que chinos e hindúes desarrollaron soluciones similares de manera independiente.

La división en doce también se extendió al día y a la noche, que pasaron a dividirse en doce horas cada uno. Estas horas no tenían una duración constante, pues la longitud del día y de la noche varía a lo largo del año. El número doce, y especialmente su múltiplo sesenta, posee numerosos divisores (2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20 y 30), lo que facilitaba enormemente los cálculos.

Resulta extraordinario que, mucho antes de la invención del telescopio, diversas culturas llegaran a determinar la duración del año con errores de apenas unos minutos, utilizando únicamente observaciones realizadas a simple vista y conservando cuidadosamente sus registros durante generaciones.

Horas y días

En el día sideral la Tierra completa una vuelta sobre si misma, pero en el día solar (que es lo que normalmente llamamos día) la Tierra gira alrededor de 361º, en media.

Durante siglos, en ausencia de relojes precisos, la referencia temporal fundamental fue el día solar verdadero. Tanto el periodo diurno como el nocturno se dividían en doce horas, de modo que la duración de cada hora variaba a lo largo del año. Las llamadas horas temporales o desiguales eran más largas en verano durante el día y más cortas durante la noche, mientras que en invierno ocurría justamente lo contrario.

El día solar verdadero es el tiempo que transcurre entre dos pasos consecutivos del Sol por el mismo meridiano o, de forma equivalente, entre dos culminaciones sucesivas del Sol, es decir, entre dos instantes consecutivos en los que alcanza su máxima elevación sobre el horizonte. Su duración no es constante, ya que la órbita terrestre alrededor del Sol es elíptica y, además, el eje de rotación de la Tierra está inclinado respecto al plano de esa órbita. Sorprendentemente, Claudio Ptolomeo ya era consciente en el siglo II de que la duración de los días solares no era perfectamente uniforme. En la actualidad sabemos que el día solar verdadero puede diferir del valor medio de 24 horas en aproximadamente medio minuto.

Siglos antes, Hiparco de Nicea (siglo II a. C.) fue uno de los primeros astrónomos en proponer el uso de horas de duración constante, anticipando así el concepto de tiempo uniforme. Hiparco adoptó el sistema sexagesimal heredado de los babilonios, que dividía la circunferencia en 360 grados y cada grado en 60 minutos. Al representar la Tierra mediante una red de meridianos y paralelos, consideró natural dividir también el ciclo diario del Sol en partes iguales. Estas horas de duración constante recibieron posteriormente el nombre de horas equinocciales, en contraste con las horas temporales que seguían utilizándose en la vida cotidiana.

La tradición atribuye a Hiparco la concepción del astrolabio plano, instrumento que permitía determinar la hora mediante la observación de determinadas estrellas. Sin embargo, en la práctica, la referencia habitual continuó siendo el Sol, y el instrumento más sencillo y extendido para medir el tiempo siguió siendo el reloj solar. Las tablas astronómicas medievales solían referir el comienzo del día al mediodía verdadero local. Para la medición de intervalos cortos se empleaban dispositivos de flujo, como las clepsidras y las ampolletas, cuya estabilidad y precisión eran limitadas.

Hoy, cuando hablamos de un día como unidad de tiempo, normalmente nos referimos al día solar medio. Este se define como el valor promedio de los días solares verdaderos calculado a lo largo de un periodo suficientemente largo. La definición actual del día como un intervalo de veinticuatro horas idénticas, cada una compuesta por sesenta minutos y cada minuto por sesenta segundos, solo fue posible cuando se dispuso de relojes capaces de mantener una marcha suficientemente regular. Un día equivale, por tanto, a 86 400 segundos.

Ecuación del tiempo para 2026. Muestra la diferencia en minutos respecto al día solar medio que tiene 24 h.

 La gráfica muestra la diferencia, expresada en minutos, entre el tiempo solar verdadero y el tiempo solar medio.

La diferencia acumulada entre el tiempo solar verdadero y el tiempo solar medio recibe el nombre de ecuación del tiempo. A lo largo del año, esta diferencia oscila aproximadamente entre +16 y −14 minutos. Esto significa que el Sol verdadero puede llegar a adelantarse unos dieciséis minutos o retrasarse unos catorce respecto al Sol medio. Se trata de una diferencia acumulada entre ambas escalas temporales, no de una variación en la duración de un único día. Las tablas astronómicas medievales, como las elaboradas por Abraham Zacut, ya incluían correcciones relacionadas con este fenómeno.

En un día solar la Tierra debe girar algo más de una vuelta completa sobre sí misma. Mientras rota alrededor de su eje, también avanza en su órbita alrededor del Sol, por lo que necesita girar aproximadamente un grado adicional para que el Sol vuelva a ocupar la misma posición aparente en el cielo. Por esta razón, el giro correspondiente a un día solar es, en promedio, cercano a los 361°.

Si tomamos como referencia las estrellas lejanas, la situación es diferente. La Tierra tarda aproximadamente 23 horas, 56 minutos y 4 segundos en completar una rotación de 360° respecto a las estrellas fijas. Este intervalo recibe el nombre de día sideral. Su duración es mucho más uniforme que la del día solar, aunque tampoco es estrictamente constante (se producen variaciones diarias de milésimas de segundo debida especialmente a que la Tierra no es una esfera homogénea perfecta).

En el día sideral la Tierra completa una vuelta de 360° respecto a las estrellas. En cambio, durante un día solar debe girar algo más de una vuelta completa para compensar el avance simultáneo de la Tierra en su órbita alrededor del Sol.

En el día sideral la Tierra completa una rotación de 360° respecto a las estrellas. En el día solar debe girar aproximadamente un grado más para que el Sol vuelva a culminar en el mismo meridiano.

La diferencia entre ambos días es muy pequeña. . Hoy basta con apuntar a una estrella una noche cualquiera y comprobar en el reloj que esa misma estrella estará en ese lugar al día siguiente alrededor de 4 minutos antes, pero cuando no se disponía de relojes precisos medir esta diferencia  no era sencillo. Sin embargo, en la antigua Grecia ya eran conscientes de que el Sol y las estrellas fijas se desplazaban a velocidades ligeramente diferentes

Determinadas prácticas religiosas del mundo islámico requerían conocer con precisión la hora del día. Esta necesidad contribuyó al desarrollo de astrolabios extraordinariamente sofisticados, cuya función principal era precisamente la determinación del tiempo y de la posición de los astros. Para mi es uno de los grandes inventos, claramente infravalorado.

Astrolabio de al-Sahlî, del siglo XI (M.A.N., Madrid).

Los relojes mecánicos y la unificación de la hora

La introducción de los relojes mecánicos supuso un cambio conceptual y práctico de enorme importancia. Hasta entonces, la referencia última para medir el tiempo seguía siendo el movimiento del Sol, aunque se emplearan relojes de sol, clepsidras o astrolabios como instrumentos auxiliares.

Los primeros relojes mecánicos aparecieron en Europa occidental durante los siglos XIII y XIV. Eran máquinas robustas, instaladas principalmente en iglesias y edificios públicos, carecían de esfera o de manecillas. Su  función consistía más en señalar el transcurso de las horas mediante campanadas.

Su precisión era muy limitada. Podían adelantarse o retrasarse varios minutos cada día, de modo que dos localidades próximas podían mostrar horas diferentes sin que ello supusiera ningún inconveniente práctico. Además, cada población seguía utilizando su propio mediodía solar, por lo que la hora local dependía de la longitud geográfica.

Durante varios siglos convivieron dos formas distintas de medir el tiempo: la proporcionada por los relojes mecánicos y la basada en la observación astronómica. Cuando era necesario realizar observaciones precisas, los relojes se ajustaban periódicamente utilizando el paso del Sol por el meridiano local.

Esta situación también se reflejaba en la organización de la vida cotidiana. En las universidades medievales, por ejemplo, las actividades académicas se distribuían frecuentemente entre prima, tercia, sexta, nona y vísperas, denominaciones heredadas de las horas canónicas, cuyo significado era más aproximado que exacto.

La invención del reloj de péndulo por Christiaan Huygens en 1656 permitió alcanzar precisiones del orden de segundos por día. Gracias a ello fue posible utilizar horas iguales de forma sistemática tanto en astronomía como en la vida civil. Sin embargo, estos relojes resultaban inadecuados para la navegación debido al movimiento de los barcos.

La solución llegó en el siglo XVIII gracias a los cronómetros marinos de John Harrison. Tras décadas de trabajo, Harrison consiguió construir relojes capaces de mantener con gran exactitud la hora del meridiano de referencia durante largas travesías oceánicas. Comparando esa hora con la del mediodía local obtenida mediante observaciones astronómicas, los navegantes podían calcular su longitud con una precisión nunca antes alcanzada.

La posibilidad de transportar una hora fiable convirtió al tiempo en una herramienta fundamental para la navegación y, posteriormente, para el desarrollo de la cartografía moderna.

En astronomía, el día solar medio se había convertido en la escala temporal habitual desde los siglos XVII y XVIII. Sin embargo, su utilización como referencia para toda la sociedad no se generalizó hasta finales del siglo XIX. El crecimiento del ferrocarril y de las redes telegráficas hizo evidente que cada ciudad no podía seguir utilizando una hora distinta, pues ello dificultaba la elaboración de horarios y la coordinación de las comunicaciones. Como respuesta a este problema, durante la Conferencia Internacional del Meridiano celebrada en Washington en 1884 se adoptó el meridiano de Greenwich como meridiano fundamental para la longitud y como referencia internacional del tiempo y se establecieron los husos horarios.

Sin embargo, cada país aplicó estos criterios de acuerdo con sus propias circunstancias políticas y administrativas. El caso de la España peninsular resulta especialmente llamativo. La mayor parte del territorio peninsular se encuentra situada en longitudes próximas al meridiano de Greenwich (que pasa por Alicante), realmente a su izquierda, y, desde un punto de vista geográfico, le correspondería el mismo huso horario UTC (como el Reino Unido en invierno). Sin embargo, desde 1974 utiliza el horario de Europa Central (UTC+1 en invierno y UTC+2 durante el horario de verano).

Como consecuencia, la diferencia entre la hora oficial y la hora solar verdadera puede superar las dos horas y media en determinadas épocas del año. Esta circunstancia explica en buena medida que muchas actividades cotidianas —como el inicio de la jornada laboral, el almuerzo o la cena— parezcan desarrollarse “muy tarde” cuando se comparan únicamente con la hora del reloj, aunque en realidad guardan una relación mucho más estrecha con la posición del Sol de lo que suele suponerse. Por ello, cuando se afirma que los españoles comen o cenan muy tarde, conviene recordar que esa comparación suele realizarse utilizando la hora oficial  y no el tiempo solar local verdadero. Por ejemplo: Cuando escribo esto (2026-06-30) desde Salamanca el medio día solar verdadero es a las 12:00 h, cuando mi reloj (el de mi móvil) marque las 14:26 h.

El año y las estaciones

Para medir intervalos largos de tiempo, las distintas civilizaciones recurrieron inicialmente a los ciclos de las fases de la Luna, dando origen a los calendarios lunares.

Como hoy sabemos, tanto la Tierra como la Luna describen órbitas elípticas. Por ello, la posición relativa del Sol y de la Luna cambia continuamente. La Luna llena se produce cuando ambos astros se encuentran aproximadamente en oposición respecto a la Tierra. El intervalo entre dos lunas llenas consecutivas no es exactamente constante, sino que oscila ligeramente alrededor de un valor medio de 29,53 días, conocido como mes sinódico.

Doce meses lunares suman aproximadamente 354 días, unos once días menos que el año solar. En un calendario estrictamente lunar, este desfase hace que las estaciones vayan desplazándose progresivamente a través de los meses. Para evitarlo, numerosas culturas desarrollaron calendarios lunisolares, en los que se añadía periódicamente un mes intercalar para mantener la correspondencia entre los meses y las estaciones.

En el movimiento aparente del Sol a lo largo del año existen cuatro momentos especialmente significativos: los equinoccios y los solsticios. Estos ya eran conocidos desde la Antigüedad por su estrecha relación con el ciclo de las estaciones y con las actividades agrícolas. Numerosos monumentos megalíticos, templos y observatorios antiguos presentan orientaciones cuidadosamente alineadas con la salida o la puesta del Sol en esas fechas.

Cromlech de Los Almendros (6000 años). Portugal.

El solsticio de verano corresponde al momento en que el Sol alcanza su máxima altura sobre el horizonte al mediodía y el día tiene la mayor duración del año. El solsticio de invierno marca la situación opuesta: el Sol culmina a su menor altura y la duración del día es la más corta del año.

Pero surge una pregunta evidente: ¿cómo pudieron determinar estos momentos sociedades que carecían de relojes mecánicos o electrónicos?

La respuesta es que bastaban observaciones muy sencillas realizadas con enorme paciencia durante muchos años.

La sombra del mediodía

El procedimiento más antiguo consistía simplemente en clavar un palo vertical —un gnomon— en el suelo y medir la longitud de su sombra al mediodía verdadero, es decir, en el instante en que el Sol alcanza su máxima altura sobre el horizonte.

Al repetir esta observación día tras día se comprueba que la sombra disminuye progresivamente durante varios meses, alcanza un mínimo y posteriormente vuelve a aumentar. Ese mínimo identifica el solsticio de verano.

Civilizaciones como la babilónica, la egipcia o la griega conservaron registros de estas observaciones durante siglos, lo que les permitió determinar con notable precisión la duración del año y predecir el retorno de las estaciones.

El punto de salida del Sol

Existe otro método igualmente sencillo. El Sol no sale siempre por el mismo punto del horizonte. A medida que transcurre el año, el lugar por donde aparece cada mañana se desplaza lentamente hacia el norte o hacia el sur. En el solsticio de verano alcanza su posición más septentrional; a partir de ese momento invierte el sentido del movimiento.

Este fenómeno puede detectarse marcando sobre el horizonte la posición de la salida del Sol cada pocos días. No requiere ningún instrumento sofisticado, únicamente un horizonte despejado y observaciones realizadas de forma sistemática.

Muchos monumentos antiguos parecen haber sido construidos teniendo en cuenta este principio. Stonehenge, diversos templos egipcios y numerosos crómlech de Europa occidental presentan alineaciones relacionadas con la salida o la puesta del Sol durante los solsticios o los equinoccios. Entre ellos puede citarse el crómlech de los Almendros, en Portugal, cuyo eje principal está orientado hacia el amanecer del solsticio de verano.

Estas construcciones ponen de manifiesto que, mucho antes del desarrollo de la astronomía matemática, numerosas culturas ya habían aprendido a reconocer la extraordinaria regularidad de los movimientos celestes y a utilizarla para organizar su calendario, su agricultura y buena parte de su vida social y religiosa.

Lamentablemente para ver la hora, o para saber orientarnos,  normalmente miramos hacia la mano en la que tenemos el móvil y nos perdemos el fascinante espectáculo de mirar hacia arriba, y contemplar el movimiento de los astros buscando entender la leyes matemáticas que parecen seguir.

PODCAST

En este podcast (pulsar el enlace): RADIO USAL EUREKA  hacemos un breve recorrido por la historia de la invención de los instrumentos de medida. Es el último programa de la temporada 2025-26.