1. Cómo los relojes de radio se enteran con anticipación del segundo bisiesto
Un reloj de radio es aquel que, si se coloca cerca de una ventana, corrige su propia hora automáticamente. En Japón, la Organización Nacional de Información y Comunicaciones (NICT) envía la señal de radio estándar (conocida como JJY), y los relojes la reciben. Esta señal incluye información sobre el segundo bisiesto además de la señal de hora habitual. Según la explicación de la NICT, la información del segundo bisiesto se transmite continuamente desde las 9:00 del día 2 del mes anterior a la implementación hasta las 8:59 del día 1 del mes de implementación [2]. Esto significa que la advertencia se emite aproximadamente un mes antes.
En el momento exacto del día señalado, se añade una marca especial a la serie de marcas de segundos que normalmente son 60 por minuto. Debido a la estructura de la señal, el momento del segundo bisiesto se representa mediante la señal en la posición de "segundo 60" [2]. El reloj está diseñado para recibir esta advertencia previa y poder identificar el segundo bisiesto mediante esa señal del segundo 60. Entonces, ¿cómo ajustan su hora los teléfonos inteligentes, que normalmente no reciben esta señal de radio?
2. De dónde obtienen la hora los teléfonos si no usan radio
Los teléfonos inteligentes no tienen una función de recepción dedicada como los relojes de radio. En su lugar, consultan a ordenadores en internet que proporcionan la hora (servidores de hora). A este método se le llama NTP. Las especificaciones de Android indican que, en la configuración inicial de Android 12 y versiones posteriores, NTP tiene prioridad sobre la información de hora de la línea telefónica (NITZ) [3]. Cuando NTP no está disponible, el sistema cambia a NITZ [3].
Lo sorprendente es la frecuencia de las consultas. La documentación de Android establece que el intervalo de consulta normal está configurado en 64.800.000 milisegundos, es decir, 18 horas [4]. Esto significa que el teléfono pregunta al servidor un poco más de una vez al día. Se cree que esto funciona porque el reloj del teléfono mantiene el tiempo internamente y solo necesita verificarlo ocasionalmente. En Japón, la NICT ofrece un servicio NTP público para internet desde junio de 2006 [5]. Los servidores están hechos con hardware especializado (FPGA) y se explica que la precisión no disminuye aunque aumente la carga [7]. Entonces, ¿cómo transmiten esos servidores el segundo bisiesto?
3. Qué hacen los relojes digitales en el momento de añadir el segundo bisiesto
En NTP, justo antes del segundo bisiesto, se activa una marca (bit LI) en los datos que envía el servidor indicando que "se acerca un segundo bisiesto". Según la explicación de la NICT, la marca se convirtió en "01" desde el día anterior al 31 de diciembre de 2016 [5]. Con esto, el dispositivo puede prepararse. En hora de Japón, el segundo bisiesto se inserta justo antes de las 9:00 a. m. En el caso más reciente, el 1 de enero de 2017, se insertó un segundo llamado "8:59:60" entre las 8:59:59 y las 9:00:00 [10]. No todos los relojes digitales pueden mostrar "60 segundos". ¿Qué hacen los que no pueden?
El servidor de hora del NIST de Estados Unidos detiene la hora 23:59:59 durante 1 segundo. Por lo tanto, la visualización de 23:59:59 se repite dos veces [6]. Además de detener el tiempo, existe un método llamado "smearing" (difuminación) que distribuye el segundo bisiesto en un período de tiempo más largo [6]. Google recomienda un método que retrasa lentamente el reloj durante 24 horas, desde el mediodía del día anterior al segundo bisiesto hasta el mediodía del día siguiente (UTC) [11]. Es un truco para convertir ese segundo instantáneo en una desviación imperceptible para el ojo humano.
4. Por qué es necesario añadir 1 segundo al tiempo de los relojes
El segundo bisiesto no se añade para aumentar la precisión de los relojes, sino para mantener pequeña la diferencia entre dos tipos de tiempo. Uno es el Tiempo Universal Coordinado (UTC), basado en relojes atómicos, y el otro es el Tiempo Universal (UT1), basado en la rotación de la Tierra. Según la explicación del NIST, los segundos bisiestos se añaden para que la diferencia entre estos dos sea menor de 0,9 segundos [1]. Los relojes atómicos casi no se desvían, pero la velocidad de rotación de la Tierra cambia ligeramente. Si se deja así, el "mediodía" del reloj y la posición del sol dejarían de coincidir gradualmente.
Como resultado de la acumulación de los segundos añadidos hasta ahora, el Tiempo Atómico Internacional (TAI), contado solo por relojes atómicos, está 37 segundos por delante del UTC [9]. Esto se acumuló durante décadas. Sin embargo, este pequeño segundo se ha convertido en un problema en el mundo de las computadoras.
5. Qué pasará en el futuro con el sistema del segundo bisiesto
El sistema mismo de añadir 1 segundo está siendo revisado. La Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) de 2022 decidió que la diferencia máxima entre UT1 y UTC se aumentará para 2035, o antes si es necesario [8]. Fue una decisión considerando el impacto en la sociedad digital. Los nuevos límites y reglas de operación aún están por definirse. En la misma resolución se menciona otra cuestión: podría ser necesaria una "segundo bisiesto negativo" por primera vez en la historia, es decir, un ajuste que quite 1 segundo. Sin embargo, el método de implementación no está decidido [8]. Como hemos visto, los relojes de radio se preparan con la advertencia, los teléfonos obtienen la hora normalmente vía NTP (y pueden recurrir a NITZ) y los servidores manejan el segundo deteniendo o difuminando el tiempo. Cómo responderá cada uno en el caso de quitar un segundo es un tema que se discutirá en el futuro.
6. Cómo comprobar la sincronización de hora de tu teléfono
Nota de seguridad: Ten cuidado al cambiar la configuración. Si alteras la hora manualmente, el reloj se desajustará. Solo observa si está activado o desactivado.
Abre la configuración de "Fecha y hora" de tu teléfono y busca opciones como "ajuste automático de la hora" o "Usar hora de red". Esta es la parte donde se sincroniza la hora mediante NTP y otros métodos. La visualización varía según el modelo del teléfono. Compara con un reloj cercano: verifica si el ajuste automático está activado en la configuración de "Fecha y hora". Los relojes de radio se ajustan automáticamente si se colocan en un lugar donde pueden recibir la señal.
Si deseas leer más información, la guía "Cómo se envía la señal de radio estándar" [2] y las preguntas frecuentes sobre el segundo bisiesto [5] de la NICT están disponibles en japonés.