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Anos bissextos explicados: a matemática por trás de 29 de fevereiro

A Terra leva 365,2422 dias para orbitar o Sol. Esta é a regra elegante que o calendário gregoriano usa para se manter alinhado, por que 2000 foi bissexto mas 1900 não, e o que os segundos intercalares acrescentam.

· 9 min de leitura · Gabriel

Fatos curiosos sobre anos bissextos
Índice

Por que precisamos de anos bissextos

Um "ano" no sentido cotidiano é uma volta completa da Terra ao redor do Sol. Os astrônomos chamam isso de ano trópico — o tempo entre dois equinócios de primavera — e sua duração atual é de cerca de 365,24219 dias solares médios. Um "dia" é o tempo que a Terra leva para girar uma vez em torno de seu eixo em relação ao Sol, cerca de 86 400 segundos. Os dois números não são múltiplos inteiros um do outro, e essa incompatibilidade é toda a razão pela qual os calendários são complicados.

Com um ano fixo de 365 dias, o calendário se desviaria cerca de um quarto de dia por ano. Após quatro anos estaria um dia errado; após 100 anos, 25 dias. Em poucos séculos, o Natal cairia no outono. O trabalho de uma regra de bissextos é inserir dias extras no ritmo certo.

A primeira tentativa de César

O calendário juliano, instituído por Júlio César em 45 a.C., adotou a abordagem mais simples: adicionar um dia a cada quatro anos. Isso dá um ano médio de 365,25 dias. Comparado com o valor real de 365,2422, é cerca de 11 minutos e 14 segundos a mais por ano. Onze minutos são invisíveis em uma vida humana, mas se acumulam em cerca de três dias a cada 400 anos. No século XVI, o calendário juliano estava cerca de dez dias fora de fase com as estações, razão pela qual a reforma gregoriana teve que excluir dez dias de outubro de 1582.

A regra gregoriana

O calendário gregoriano mantém a regra dos quatro anos, mas adiciona duas correções:

  1. Um ano é bissexto se for divisível por 4.
  2. Exceto: não é bissexto se for divisível por 100.
  3. Exceto a exceção: é bissexto se for divisível por 400.

Por isso 1996 foi bissexto, 1900 não foi, 2000 foi. 2100, 2200 e 2300 não serão; 2400 será. Em um ciclo de 400 anos, o calendário gregoriano contém 97 anos bissextos em vez de 100, dando 146 097 dias, ou um ano médio de 365,2425 dias. O erro contra o ano trópico real é de apenas cerca de 27 segundos por ano, ou um dia inteiro a cada 3236 anos.

Por que fevereiro?

Por que o dia extra é adicionado a fevereiro entre todos os meses? A resposta é romana, não astronômica. No calendário romano pré-juliano, fevereiro era o último mês do ano e já era curto e irregular, usado como tampão para os ajustes feitos pelos pontífices. Quando a reforma de César fixou as durações dos meses, o dia bissexto foi adicionado ao final de fevereiro — originalmente como um sexto dia "duplicado" antes das calendas de março, de onde vem o termo ano bissexto.

O desastre sueco de 1712

A Suécia ficou famosa por ter estragado sua transição. Em vez de remover dez dias de uma vez como na Europa católica, em 1700 decidiu pular cada dia bissexto juliano gradualmente por 40 anos. 29 de fevereiro de 1700 foi pulado — depois esqueceram e observaram o dia bissexto em 1704 e 1708 mesmo assim. O país agora estava com um dia de diferença de ambos os calendários. Para voltar a sincronizar com o juliano, a Suécia adicionou um dia extra em 1712, criando um único 30 de fevereiro de 1712. Finalmente passou para o gregoriano em 1753.

Segundos intercalares: um problema diferente

Os anos bissextos corrigem a incompatibilidade entre a órbita da Terra e um calendário de 365 dias. Os segundos intercalares corrigem outra coisa: a desaceleração gradual da rotação da Terra. O atrito das marés com a Lua, o ressalto pós-glacial e o acoplamento núcleo-manto alteram ligeiramente e de forma imprevisível a velocidade de rotação. O dia solar médio é atualmente cerca de 1 a 2 milissegundos mais longo que 86 400 segundos do SI.

Os relógios atômicos, por outro lado, marcam a uma taxa perfeitamente estável, definida desde 1967 pela frequência de ressonância do átomo de césio-133. Para manter o tempo civil (UTC) dentro de 0,9 segundos do tempo astronômico (UT1), o IERS ocasionalmente anuncia um segundo intercalar. 27 segundos intercalares foram adicionados entre 1972 e hoje, todos positivos. Eles causaram caos suficiente em sistemas de computador para que a Conferência Geral de Pesos e Medidas votasse em 2022 pela sua abolição até 2035.

E os aniversários no dia 29 de fevereiro?

Um bebê nascido em 29 de fevereiro só tem um aniversário "real" a cada quatro anos. Cada jurisdição lida com isso de forma diferente. No Reino Unido, eles legalmente envelhecem em 1º de março nos anos não bissextos; na Nova Zelândia, em 28 de fevereiro. A opereta The Pirates of Penzance de Gilbert e Sullivan gira em torno de um personagem cujo aprendizado de 21 anos termina em seu 21º aniversário e não em seu 21º ano de vida — o que significa que ele tem que servir até 1940.

A regra poderia ser ainda melhor?

Sim, ligeiramente. Várias propostas pulariam um dia bissexto adicional a cada 4000 anos (Mädler, 1864) ou a cada 3200 anos, levando o desvio do calendário para menos de um dia por 100 000 anos. Nenhuma foi adotada, porque o erro existente é muito menor que a variação natural do comportamento orbital e rotacional da Terra nessas escalas.

Leituras complementares

  • Richards, E. G. Mapping Time: The Calendar and Its History (Oxford University Press, 1998).
  • Seidelmann, P. K. (ed.). Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac, 3ª edição (University Science Books, 2013).
  • Nelson, R. A., et al. "The leap second: its history and possible future." Metrologia 38, 509–529 (2001).

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