الفلك

قياس الوقت والمسافة في الفضاء

قياس الوقت والمسافة في الفضاء

عند قراءة مقالات حول اكتشاف موجات الجاذبية ، حصلت على فهم أساسي للأحداث التي حدثت. لكن شيئًا واحدًا لم يكن واضحًا بالنسبة لي. يقولون أن اثنين من الثقوب السوداء اصطدمت 1.3 مليار سنة منذ.

سؤالي هو كيف يمكننا أن نعرف أن هذا التصادم حدث قبل 1.3 مليار سنة؟


يتم تركيب نموذج للإشارة التي تعتمد على معلمات الإدخال المختلفة. يعتبر إدخال النموذج الذي يناسب الإشارة هو النموذج "الأكثر تفضيلاً" ، بينما يتم استخدام مدخلات النماذج التي تناسب أفضل من عتبة معينة للاستدلال فترات الثقة على المعلمات المختلفة.

يجب على النموذج أن يعيد إنتاج تردد الإشارة واتساعها في آنٍ واحد قدر الإمكان. من بين معلمات الإدخال كتل الثقب الأسود ($ 36 _ {- 4} ^ {+ 5} ، M_ odot $ و $ 29 _ {- 4} ^ {+ 4} ، M_ odot $) و (اللمعان) المسافة (410 دولارات _ {- 180} ^ {+ 160} ، mathrm {Mpc} $) ، المقابلة لوقت سفر خفيف يبلغ 1.3 Gyr تقريبًا ، اعتمادًا على معلمات الكثافة الكونية المفترضة (استخدموا تلك الخاصة بلانك 2015)


كيف تقيس المسافة بينك وبين الشمس

الشمس بعيدة حقًا ، ولا ينبغي أن تكون أخبارًا لك. لفترة طويلة ، لم يكن بإمكان البشر سوى تخمين مدى بُعدها. من الصعب تحديد المسافات النجمية نظرًا لعدم وجود إطار مرجعي. كيف تعرف أن الشمس كبيرة حقًا وبعيدة أم قريبة جدًا وصغيرة نسبيًا؟ لحسن الحظ ، توصل علماء الفلك إلى بعض التكتيكات الذكية لمعرفة المسافة الدقيقة بيننا وبين الشمس. وإليك كيف فعلوا ذلك.

1. انظر إلى كائن آخر لاستخدامه كإطار مرجعي ، مثل الزهرة.
هذا صحيح ، لإيجاد المسافة إلى الشمس ، عليك أن تنظر بعيدًا عن الشمس. عندما تقوم بالقياس ، عليك استخدام شيء ما كمرجع. كوكب الزهرة ساطع ويدور بالقرب من الشمس ، مما يجعله نقطة مرجعية مثالية.

2. لاحظ وابحث عن نقطة الاستطالة الأكبر.
عندما ترصد كوكب الزهرة ، ستلاحظ أنه عند نقطتين في مداره يكون أبعد ما يكون عن الشمس. في هذه النقاط ، إذا كنت سترسم خطًا من الأرض إلى كوكب الزهرة ، فسيكون الخط عرضيًا للدائرة (إنها في الحقيقة قطع ناقص) التي هي مدار كوكب الزهرة. بعد ذلك ، إذا كنت سترسم خطًا من كوكب الزهرة إلى الشمس ، فسيشكل زاوية قائمة مع الخط المرسوم من كوكب الزهرة إلى الأرض. تسمى هذه النقاط في المدار بنقاط الاستطالة الأكبر ، ويمكن استخدامها لإيجاد المسافة إلى الشمس.

3. استخدم القليل من علم المثلثات.
برسم الخطوط الوهمية بين الكواكب والشمس ، تكون قد أنشأت بشكل فعال مثلثًا. باستخدام علم المثلثات ، يمكنك إيجاد المسافة من الأرض إلى كوكب الزهرة (أ × جتا (هـ)) ومن الزهرة إلى الشمس (أ × جيب (هـ)). كشفت الحسابات أن المسافة من كوكب الزهرة إلى الشمس حوالي 72٪ من المسافة من الأرض إلى الشمس. بالإضافة إلى ذلك ، في عام 1771 ، استخدم علماء الفلك حدثًا نادرًا ومفيدًا لإنهاء الحسابات - عبور كوكب الزهرة أمام الشمس. كان الحساب في ذلك الوقت 2٪ فقط من أرقامنا الحديثة.


عناصر الفيزياء (111)

يتم وصف المكان والزمان ، سواء في الحياة اليومية أو في النسبية الخاصة أو العامة ، بالأرقام.

يُقاس الوقت من حيث دوران الأرض حول محورها ، أي المدة التي تستغرقها الشمس في المتوسط ​​للعودة إلى نفس الموقع شرقًا غربًا في السماء. نقسم ذلك اليوم على 24 لنحصل على ساعة ، ونقسم الساعة على 60 للحصول على دقيقة ، والدقيقة على 60 لنحصل على ثانية. في الفيزياء ، يتطلب حفظ الوقت على وجه التحديد أدوات تقيسه لجزء صغير من الثانية. يعتمد جهاز GPS في هاتفك الخلوي أو ربما في سيارتك على قياس الوقت في غضون بضعة أجزاء من المليار من الثانية! الوحدة الأساسية للثانية هي المقياس الذي نقيس به الوقت في الفيزياء وعلم الفلك. الغريب أننا نستخدم عوامل 60 على الرغم من أنها تجعل الرياضيات صعبة. من أين يأتي ذلك؟ ربما بسبب وجود حوالي 360 يومًا في السنة نقسم الدائرة إلى 360 درجة ، ومن ذلك نختار قياس الوقت بمضاعفات 60 ثانية للحصول على دقائق ، و 60 دقيقة للحصول على ساعات ، و 24 ساعة للحصول على يوم . لجعل الأمور أكثر تعقيدًا ، سنرى أن الوقت يتباطأ حيث تكون الجاذبية أقوى ، ويعتمد ذلك على مدى السرعة التي تتحرك بها فيما يتعلق بالساعة التي تقرأها.

بينما نحتفظ بالوقت بالنسبة إلى موقع الأرض في الفضاء في لحظة ما في الماضي. يمكنك العثور على وقت هنا على الأرض من المعهد الوطني للمعايير في الولايات المتحدة يتم تحديده بواسطة تذبذبات ساعة رئيسية ذرية ، ولكن حتى هذا ليس دقيقًا بما يكفي لبعض الاستخدامات.

ماذا عن الطول أو المسافة والكتلة؟ النظام الإنجليزي حيث الميل هو 5280 قدمًا ، والساحة 36 بوصة ، والباوند 16 أوقية ، والغالون 256 ملاعق كبيرة ، معقد.


الائتمان: http://www.smmgp.org.uk

لذلك ، يستخدم معظم العالم ، باستثناء الولايات المتحدة ، بما في ذلك الفيزيائيون ، الوحدات المترية التي تعتمد على مضاعفات العدد بخلاف الوقت بالنسبة للكميات.

الائتمان: http://www.education.com/

كم ميليمتر (مم) في الكيلومتر الواحد؟

الإجابة: بما أن 1000 ملم (مم) = 1 متر (م) ، و 1000 متر في الكيلومتر (كم) ،

1000 × 1000 = 1,000,000 = 10 6

في هذا الفصل ، سنقيس المسافات بالأمتار ، لكن من المفيد معرفة مدى المسافة. المتر يزيد قليلاً عن ياردة واحدة ، حوالي 40 بوصة. الكيلومتر يساوي 1000 متر ، أي حوالي 0.6 ميل. في بعض الأحيان ، سترى إشارات الطرق بالكيلومترات في الولايات المتحدة ، ولكن في أماكن أخرى من العالم هذا كل ما ستراه. ما هي سرعة 100 كم / ساعة؟ ألق نظرة على عداد السرعة في سيارتك وسترى المجموعة الثانية من الأرقام المترية لمعظم السيارات الآن. السرعة 100 كم / ساعة حوالي 60 ميل / ساعة. تبلغ سرعة الضوء حوالي 300000 = 10 5 كم / ثانية ، أو 3 × 10 8 م / ث ، أو 186000 ميل / ث ، أو 1 قدم لكل نانوثانية (جزء من المليار من الثانية).

لقياس الكتلة ، وهي مقدار المادة الموجودة في شيء ما ، نستخدم الكيلوجرام. بالقرب من الأرض ، تبلغ قوة الجاذبية على كيلوغرام من الأشياء حوالي 2.2 رطل. عندما تذهب إلى البقالة وتشتري 10 أرطال من البطاطس ، فإنك تحصل على حوالي 5 كجم من المادة. لأنه من السهل القيام بذلك ، فإننا عادة "نزن" شيئًا ما ، أي إيجاد قوة الجاذبية عليه ، لإيجاد كتلته. ومع ذلك ، في الفيزياء نقيس القوة في وحدة مختلفة تسمى نيوتن والتي سنناقشها لاحقًا.


أرض

كان إراتوستينس عالم رياضيات يونانيًا وكان أمين مكتبة الإسكندرية في مصر.

علم أنه بالقرب من بلدة سين (التي تسمى اليوم أسوان) ، إلى الجنوب ، تظهر الشمس في أوجها (أعلى نقطة في السماء) في الانقلاب الصيفي. كان من المعروف أن انعكاسه في هذا اليوم يمكن رؤيته مباشرة أسفل بئر عميق.

من خلال مراقبة وقياس الظلال في نفس اليوم في الكسندرا ، حسب أن الشمس كانت أكثر من 7.12 درجة من زينيث في نفس التاريخ. هذا ما يقرب من 1/50 من الدائرة.

كانت المسافة بين المدن حوالي 5000 ملعب (في ذلك الوقت كانت تُقاس بالملاعب - مثل ملاعب كرة القدم تُستخدم لتوضيح الأطوال بسرعة).

أجرى إراتوستينس عملية حسابية بضرب المسافة في الزاوية. كان قادرًا على تحديد محيط الأرض ثم حساب آخر لحساب القطر.

من المربك أن هناك قياسين مختلفين للملعب ، لكن يعتقد العلماء أنه استخدم وحدة أدت إلى أن المحيط يقع ضمن درجة واحدة من القيمة المعروفة الحديثة.

يعد هذا أكثر روعة لأن المدينة التي استخدمها حيث لم يكن قياسه يقع مباشرة في الجنوب ولم يكن بالضبط على مدار السرطان. وكأن هذا لم يكن كافيًا ، اخترع أيضًا كلمة "جغرافيا".

Aristarchus of Samos وأقطار القمر والشمس والمسافات بينهما

كان Aristarchus عالم فلك يوناني عاش في نفس الوقت مع Eratosthenes واقترح لأول مرة فكرة أن الأرض تدور حول الشمس.

سمح له خسوف القمر بدراسة ظل الأرض فوق القمر وتحديد أن الأرض كانت ضعف حجم القمر.
قام بعد ذلك بقياس عرض كل من الشمس والقمر وقرر أن عرض القوسين يبلغ درجتين.

لفهم المسافات التي ينطوي عليها الأمر ، حاول تثليث القمر والشمس والأرض. قام بقياس الزاوية بين ربع طور القمر (ما نسميه نصف القمر) والشمس. وجد أن الزاوية تبلغ 87 درجة وباستخدام الرياضيات المعروفة في الوقت الذي اشتق فيه الشمس كانت تبعد ما بين 18 إلى 20 مرة عن القمر.

نحن نعلم اليوم أن الأرض أكبر بأربعة أضعاف من الشمس اليوم وأن الشمس والقمر هما ½ ° قوس ولكنه كان أفضل قياس لوقته. نحن نعلم الآن أيضًا أن الزاوية بين ربع طور القمر والشمس هي 89.5 درجة مما يجعل الشمس أبعد بمقدار 400 مرة عن القمر ، لكنه كان دقيقًا في فهم أن هناك نفس النسبة بين المسافة والحجم. كان المنطق وراء قياساته جيدًا. كانت هناك عدة أسباب لشرح سبب عدم دقة قياساته. لم يكن لديه أكثر الأدوات العلمية تقدمًا لقياس الزوايا. من الصعب جدًا التأكد من معرفة الوقت التقريبي عندما يكون ربع القمر بالضبط عند إضاءة 50٪. قد لا يكون لديه أيضًا إمكانية الوصول إلى المعرفة حول استخدام دالة الجيب الرياضية أو معرفة علم المثلثات المتقدمة التي ربما تكون قد حسنت تقديره.


الشموع القياسية - قياس المسافات الكونية:

من بين الأسئلة المختلفة التي نطرح عليها غالبًا ، السؤال الذي يأتي في مقدمة العقل يتعامل مع كيفية تقديرنا بدقة لمدى بُعد الأشياء عنا حقًا. إنها مهمة صعبة معًا لأن البشر بطبيعتهم غير قادرين حقًا على إدراك مدى اتساع المسافة التي تفصل بين الشمس وبلوتو أو سحابة أورت (ناهيك عن إدراكنا للعمق السيئ) - ناهيك عن محاولة لف عقلك حول 4.37 ضوء فجوة في العام تفصل بين نظامنا الشمسي وأقرب جيرانه في نظام Alpha Centauri. بعد ذلك ، يجب أن نفكر في اتساع الكون خارج نطاق رؤيتنا المحيطية .. مثل جميع أنظمة الكواكب عبر مجرتنا عمومًا ومجموعتنا المحلية - منطقة من الفضاء تحتوي على أكثر من 54 مجرة. نحن نعلم أن هناك الكثير خارج مجموعتنا المحلية ، وهو ما يقودنا إلى نقطة هذه المقالة ... كيف يتم قياس المسافات بالضبط؟ لنلقي نظرة:

الإعلانات

الإعلانات

الشموع القياسية (كما يطلق عليها) هي أدوات مهمة للعلماء عند محاولة قياس المسافة إلى المجرات البعيدة جدًا ، ولكن قبل أن ندخلها .. دعنا نتحدث عن كيفية قياس المسافات القريبة (تحدث كوزمولوجيًا عن مسار). يستخدم علماء الفلك نوعًا معينًا من النجوم ، يسمى النجوم المتغيرة القيفائية ، لقياس المسافات في جميع أنحاء مجرة ​​درب التبانة. ببساطة ، النجوم المتغيرة هي نجوم تتغير في سطوعها. في بعض الأحيان تكون هناك تغييرات في لمعان النجم أو كتلته أو عوائق أخرى في مسار الفوتون وهو يشق طريقه نحو الأرض. يمكن أن تحدث هذه التغييرات في اللمعان على مدى فترة طويلة من الزمن أو ، في بعض الحالات ، جزء من الثانية. أكثر من 100000 نجم معروفون حاليًا ومُصنفون على أنهم نجوم متغيرة (بما في ذلك النجم الذي يظهر في GIF إلى اليمين هنا ، Hubble Variable 1 [HV1]) ، يمكن أن يتراوح سطوع بعضها من واحد على الألف من الحجم إلى عشرين درجة (والتي هي أرقام مفاجئة للغاية)! علاوة على ذلك ، تحسب شمسنا بينهم. يتغير إنتاجها من الطاقة بشكل طفيف على مدار دورة شمسية مدتها 11 عامًا ، وأحيانًا بنحو 0.1 في المائة أو واحد في الألف من متوسط ​​حجمها.

نظرًا لأنه من المعروف أن النجوم المتغيرة تنبض بشكل دوري (وهو مرتبط باللمعان) بسبب عدم الاستقرار أو عدد من الأشياء الأخرى. في الغالب ، تُستخدم النجوم المتغيرة Cepheid (التي عادة ما تكون أكبر بكثير من كتلة الشمس ، وكذلك أكثر سطوعًا) لتحديد المسافات. تختلف هذه النجوم في لمعانها (تزداد سطوعًا ثم خافتًا) بناءً على مدى كتلتها ، ومكان تواجدها ، ومدى بعدها. بمعرفة مدى كتلة النجم ، يمكننا تحديد الحجم المطلق للنجم بشكل أساسي. ومقارنة هذه الأرقام بالحجم الظاهري (مدى سطوعها لنا) يمكن أن تعطي علماء الفلك فكرة دقيقة عن بُعد الجسم. الآن ، فكر في قانون التربيع العكسي ، والذي ينص بشكل أساسي على أن الطاقة التي نتلقاها تتناسب عكسًا مع مربع المسافة. في هذا السياق بالذات ، تقول أن شدة الضوء من النجم ستصبح باهتة كما هو متوقع خلال رحلتها إلينا.

الإعلانات

الإعلانات

الآن ، لقياس المسافات الطويلة للغاية (عادةً من المصادر الموجودة خارج مجرتنا معًا) ، نستخدم انفجارات المستعر الأعظم من النوع Ia كشموع قياسية. تختلف انفجارات السوبرنوفا هذه عن أي أنواع أخرى من المستعرات الأعظمية التي نعرفها. هناك عدة طرق مختلفة لحدوث هذه الأشياء ، لكنها تتشكل عادةً عندما يصطدم نجمان قزمان أبيضان في نظام ثنائي ، أو يسحب أحدهما ما يكفي من المواد من شريكه لإعادة الاشتعال مؤقتًا قبل أن ينفجر في النهاية ويصبح محترقًا. هذه هي اللعاب الصغيرة المثيرة للاهتمام بالرغم من ذلك. جمع علماء الفلك الكثير من الأدلة التي تشير إلى أن ذروة ناتج الضوء من أحد انفجارات المستعر الأعظم يجب أن تكون دائمًا بحجم مطلق يبلغ -19.6 ، وهو أكثر سطوعًا بكثير من انفجارات المستعر الأعظم النموذجية - أكثر من 5 مليارات مرة أكثر سطوعًا من الشمس ، من أجل هذا يهم!

الإعلانات

الإعلانات

مرة أخرى ، باستخدام قانون التربيع العكسي ، يمكننا استنتاج مسافة المصدر ببساطة عن طريق قياس ذروة ناتج الضوء قبل مقارنة الرقم بالقدر المطلق. عادةً ما تكون أكثر سطوعًا بنحو 14 درجة من النجوم المتغيرة Cepheid ويمكنها قياس مسافات تصل إلى حوالي 1000 MPC (فرسخ فلكي) ، وهو مجرد جزء صغير من نصف القطر الإجمالي للكون المرئي ، ولكنه سهل للغاية مع تقنيتنا الحالية!

بصفتك قارئًا لـ Futurism ، ندعوك للانضمام إلى مجتمع Singularity Global Community ، وهو منتدى الشركة الأم لمناقشة العلوم والتكنولوجيا المستقبلية مع الأشخاص ذوي التفكير المماثل من جميع أنحاء العالم. الاشتراك مجاني ، اشترك الآن!


فئة AAA لعلم الفلك الشتوي: قياس المسافات في الفضاء - ديسمبر 2015 - فبراير 2016

تركز هذه الدورة على موضوع خاص بالقياسات الفلكية. سوف نستكشف ثماني طرق مختلفة يستخدمها علماء الفلك لتقدير المسافات الشاسعة في الفضاء.

يرجى ملاحظة أن هذا ملف دورة متقدمة. يفترض فهم المفاهيم الفلكية الأساسية. مطلوب آلة حاسبة.

الأربعاء 2 ديسمبرالرادار / عبور كوكب الزهرة: قياس المسافة إلى الشمس وتقدير حجم النظام الشمسي

الأربعاء 9 ديسمبرالمنظر: تقدير المسافات إلى النجوم "القريبة" باستخدام علم المثلثات

الأربعاء 16 ديسمبر - المنظر الطيفي: المقدار الظاهري ، والقدر المطلق ، واللمعان ، باستخدام الأطياف ، والحجم ، ومخطط HR لتقدير المسافات إلى النجوم

الأربعاء 27 كانون الثاني (يناير) - نجوم متغيرة سيفيد: استخدام الفترة والمقدار الظاهري لتقدير المسافات إلى النجوم البعيدة في مجرة ​​درب التبانة والمجرات البعيدة

الأربعاء 3 فبراير - شموع قياسية: وفاة النجوم التي أدت إلى حدوث مستعرات أعظم ، علاقة تولي فيشر

الأربعاء 10 شباط (فبراير) - هابل قانون: أساس لفهم أن الكون يتمدد ولأن نظرية الانفجار العظيم ، هي أيضًا طريقة لتقدير مسافات المجرات

زمن: تبدأ الدروس في الساعة 6:30 مساءً وتستمر حتى الساعة 8:30 مساءً.

موقع: تقام جميع الفصول في مركز Cicatelli ، 505 8th Ave ، في شارع 35 في مانهاتن ، الطابق 19.

مدرب: ديفيد كيفر
ديفيد كيفر حاصل على درجات ماجستير مختلفة ، بما في ذلك ماجستير. في علم الفلك من مركز الفيزياء الفلكية والحوسبة الفائقة في ملبورن ، أستراليا. قام بتدريس الفيزياء وعلم الفلك في كليات في نيويورك ونيوجيرسي ، وهو حاليًا محاضر في كلية المدينة وفي كلية مجتمع مانهاتن في نيويورك. عضو في AAA ، السيد كيفر يراقب بانتظام في فلويد بينيت فيلد في بروكلين.

تسجيل: مغلق.

رسوم التسجيل: 60 دولارًا للأعضاء فقط. إذا لم تكن عضوًا في AAA بعد ، فيرجى أن تصبح عضوًا أولاً.


قياس الزمكان & # 8216 التشابك & # 8217 للموجات الكهرومغناطيسية

النبض الكهرومغناطيسي شديد التنظيم لا يحمل فقط الحلم البشري المطلق لاستخراج الطاقة بسرعة فائقة وشديدة الكثافة ، بل يحمل أيضًا العديد من التأثيرات الفيزيائية الأساسية غير العادية. كوجهة نظر تقليدية ، يتم التعامل مع النبضات الكهرومغناطيسية عادةً على أنها حلول قابلة للفصل بين الزمكان (أو التردد الفضائي) لمعادلات Maxwell & # 8217s ، حيث يمكن معالجة الاعتماد المكاني والزماني (الطيفي) بشكل منفصل. ومع ذلك ، فإن التطورات الحديثة في الضوء المنظم والبصريات الطوبولوجية قد سلطت الضوء على تفاعلات المادة الموجية غير البديهية للنبضات مع إمكانية الفصل المعقدة للزمان والمكان (STNS) ، بالإضافة إلى قدرتها على نقل الطاقة والمعلومات.

في الآونة الأخيرة ، اقترح فريق بحثي من جامعة ساوثهامبتون ، لأول مرة ، مفاهيم أساسية ورياضيات صلبة لحالات STNS للموجات الكهرومغناطيسية لقياس STNS كميًا ، بناءً على منهجية مستوحاة من ميكانيكا الكم. بالتشابه مع عدم القابلية للفصل في حالة التشابك الكمومي ، قدم المؤلفون مفهوم الحالات غير القابلة للفصل بين الطيف المكاني لوصف عدم إمكانية الفصل بين النبضات الكهرومغناطيسية التقليدية والمكان والزمان وتطبيق طريقة التصوير المقطعي للحالة & # 8220quantum & # 8221 لإعادة بناء مصفوفة الكثافة المقابلة ، ثم قم بحساب الإخلاص والتوافق والتشابك للتكوين المستخرج من تقنية القياس الكمي كمقاييس كمية لـ STNS الكلاسيكية.

في ورقتهم & # 8220Measures of space-time nonseparability of electromagnetic pulse & # 8221 ، قام المؤلفون بتنفيذ التصوير المقطعي للحالة للتوصيف الكمي للزمكان & # 8220entangled & # 8221 النبضات الكهرومغناطيسية وتقديم تقرير عن تطبيقه على انتشار الحلقة الحلقية أحادية الدورة النبضات والحزم العريضة. التعامل مع الموجات التقليدية أحادية اللون ، يتم فصل المتغيرات المكانية والزمانية لمعادلات ماكسويل بشكل طبيعي. بالنسبة لتكلفة البساطة ، فإنها تحذف حتماً المعلومات المادية في نفس الوقت. مثال على الاستثناء هو النبض الزماني المكاني ، أو يسمى بوضوح & # 8220 الكعك الطائر & # 8221 وهو نبض فائق السرعة موضعي بإحكام. بالنسبة لمثل هذا النبض ، فإنه يُظهر STNS مثاليًا أثناء الانتشار ، والذي يمكن استخدامه كنموذج مثالي لدراسة تشابك التردد الفضائي الكلاسيكي.

استنادًا إلى ديناميات نبضات الدونات الطائرة ، فإنها تعرض نطاقًا طيفيًا عريض النطاق. مع إدخال نسب الموضع والإحداثيات المتطرفة ، طور المؤلفون تمثيلًا رياضيًا موجزًا. بالمقارنة مع حزمة Laguerre-Gaussian ذات النطاق العريض ، تظهر هذه النبضات بشكل مثير للاهتمام صورة انحراف متساوي ، ومكونات تردد مختلفة بنفس المعدل ، على سبيل المثال ، حالة التردد والحالة المكانية تكون دائمًا & # 8220 متشابك & # 8221 ، مما يوفر شرطًا أساسيًا لمتابعة بناء الحالات.

بسبب STNS ، المصحوب بوظيفة الخطوة المكانية ، من الممكن إنشاء مجموعة من القواعد الطبيعية المتعامدة من أجل تمييز هذه الخصائص بدقة. يمكن الكشف عن المنتج الداخلي لـ Hilbert Space بشكل تجريبي بمساعدة كاميرا CCD. علاوة على ذلك ، يمكن توسيع نهجهم بسهولة في الحالات المختلطة مما يؤدي إلى تشابك مختلط. لمزيد من توصيف الطبيعة & # 8220entangled & # 8221 ، قدم المؤلفون التصوير المقطعي لمثل هذه النبضات المشتتة لإعادة بناء مصفوفة الكثافة للحالات السابقة. على الرغم من أن مصفوفة الكثافة تحكي القصة الكاملة للتشابك ، إلا أن هذه المعلومات ليست واضحة تمامًا. وهكذا ، يستخدم المؤلفون القياس التناظري الكمومي لحساب الدقة والتوافق والتشابك في التكوين.

باختصار ، يقترح المؤلفون بشكل غير مسبوق مفاهيم جديدة تتميز بـ STNS من المجال البصري بناءً على FDs وتنفيذ منهجية تشبه الكم للقياس والتي تكشف عن الروابط بين النظام الكلاسيكي والكمي وكذلك تميز كميًا التطور الزماني المكاني للنبضات الهيكلية العامة. يفتح هذا العمل صفحة جديدة من التشابك الكلاسيكي الزماني المكاني ويوفر درجة غير مستكشفة إلى حد كبير من الحرية في الضوء المنظم ، مما يؤدي إلى تطبيق جديد في الاتصالات فائقة السعة والتشفير عالي الأمان والنظام الطبولوجي والكمي.


قياس الوقت والمسافة في الفضاء - علم الفلك

لقد بحثت في كل مكان ، ولم أجد قياس المسافة في الفضاء. ما هذا؟ سنوات ضوئية ، كيلومترات ، ماذا؟

الاجابة

1. للمسافات داخل نظامنا الشمسي ، أو أنظمة شمسية أخرى ، فإن الوحدة المشتركة هي "الوحدة الفلكية" (AU)

1 A.U. = متوسط ​​المسافة بين الأرض والشمس

2. بالنسبة لمعظم كل شيء آخر ، النجوم والمجرات وما إلى ذلك ، فإن وحدة المسافة هي الفرسخ (كمبيوتر). هذه وحدة مناسبة عند قياس المسافات إلى النجوم عن طريق التثليث (ما يسميه علماء الفلك المنظر).

1 جهاز كمبيوتر = 3.26 سنة ضوئية = حوالي المسافة إلى أقرب نجم

1 قطعة = 60 × 60 × 180 / بي A. = 206265 جنيه مصري --- حسب التعريف.

بالنسبة للمسافات داخل مجرتنا أو المجرات الأخرى ، فهي كيلو فرسخ (kpc):

للمسافات بين المجرات ، وعلم الكونيات هو Megaparsecs (Mpc):

1 مليون قطعة = 1000000 جهاز كمبيوتر 3. الاستثناء من ذلك هو عندما يدرس المرء جسمًا أصغر ، مثل نجم أو كوكب. ثم قد نستخدم الكيلومترات. بالنسبة لحبيبات الغبار ، قد نستخدم ميكرونات (1/1000000 من المتر).

4. من الشائع أيضًا مقارنة الأشياء. على سبيل المثال ، إذا كان المرء يدرس نجمًا ، فقد يقول "نصف قطره هو 5 نصف قطر شمسي" ، مما يعني أنه يبلغ حجم شمسنا 5 أضعاف. وبالمثل مع المجرات ، هل هي أكبر أم أصغر من مجرة ​​درب التبانة.

لذلك ، بشكل عام ، نستخدم العديد من الوحدات وهي علم الفلك. ولكن بشكل عام ، فإن الفرسخ هو الأكثر شيوعًا.

لاحظ أن الفلكيين يستخدمون فقط السنوات الضوئية عند التحدث إلى عامة الناس أو في صفوف التدريس.


المسافات الكونية

الفضاء خارج الأرض شاسع للغاية لدرجة أن وحدات القياس الملائمة لنا في حياتنا اليومية يمكن أن تصبح عملاقة. يمكن أن تصبح المسافات بين الكواكب ، وخاصة بين النجوم ، كبيرة جدًا عند التعبير عنها بالأميال والكيلومترات بحيث تصبح غير عملية. لذلك بالنسبة للمسافات الكونية ، ننتقل إلى أنواع أخرى كاملة من الوحدات: الوحدات الفلكية والسنوات الضوئية والفرسخ.

الوحدات الفلكية ، المختصرة AU ، هي وحدة قياس مفيدة داخل نظامنا الشمسي. واحد AU هو المسافة من الشمس إلى مدار الأرض ، والتي تبلغ حوالي 93 مليون ميل (150 مليون كيلومتر). عند القياس بوحدات فلكية ، فإن المسافة البالغة 886.000.000 ميل (1.400.000.000 كيلومتر) من الشمس إلى مدار زحل هي 9.5 AU أكثر قابلية للإدارة. لذا فإن الوحدات الفلكية هي طريقة رائعة لضغط الأرقام الفلكية حقًا إلى حجم يسهل التحكم فيه.

تسهل الوحدات الفلكية أيضًا التفكير في المسافات ما بين كائنات النظام الشمسي. إنها تجعل من السهل رؤية أن كوكب المشتري يدور على بعد خمس مرات من الشمس عن الأرض ، وأن زحل يبعد عن الشمس ضعف المسافة التي يبعدها المشتري. (هذا لأنك ، من الناحية الفنية ، تعبر عن كل مسافة كنسبة من المسافة من الأرض إلى الشمس. ملائم!)

لمسافات أكبر بكثير و [مدش] واقع بين النجوم المسافات و [مدش] يستخدم علماء الفلك سنوات ضوئية. السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها فوتون من الضوء في سنة واحدة ، وهي حوالي 6 تريليون ميل (9 تريليون كيلومتر ، أو 63000 وحدة فلكية). بعبارة أخرى ، السنة الضوئية هي المسافة التي تقطعها في السنة إذا كان بإمكانك السفر بسرعة الضوء ، وهي 186،000 ميل (300،000 كيلومتر) في الثانية. (بالمناسبة ، يمكنك & # 39t السفر بسرعة الضوء ، على حد علمنا ، ولكن هذا & # 39s قصة أخرى كاملة. ) مثل AU ، فإن السنوات الضوئية تجعل المسافات الفلكية أكثر قابلية للإدارة. على سبيل المثال ، أقرب نظام نجمي إلى نظامنا هو نظام النجم الثلاثي لـ Alpha Centauri ، على بعد حوالي 4.3 سنة ضوئية. هذا رقم يمكن التحكم فيه أكثر من 25 تريليون ميل أو 40 تريليون كيلومتر أو 272 ألف وحدة فلكية.

توفر السنوات الضوئية أيضًا بعض المنظور المفيد حول مسافات النظام الشمسي: تبعد الشمس حوالي 8 دقائق ضوئية عن الأرض. (ونعم ، هناك أيضًا ضوء ثواني!) ولأن الضوء من الأشياء يسافر في سرعة الضوء، عندما ترى الشمس أو المشتري أو نجمًا بعيدًا ، فإنك تراه كما كان عندما غادرها الضوء ، سواء كان ذلك قبل 8 دقائق أو عشرات الدقائق أو 4.3 سنوات. وهذا أمر أساسي لفكرة أننا عندما ننظر أبعد خارج في الفضاء ، ونرى أبعد من ذلك عودة في الوقت المناسب. (فكر في الأمر: أنت & # 39 ترى كل النجوم في السماء في أوقات مختلفة من التاريخ و [مدش] بعضها قبل بضع سنوات ، والبعض الآخر منذ مئات السنين و [مدش] كلها في نفس الوقت!)

أخيرا ، فرسخ. هذه هي الوحدة المستخدمة عندما يصل عدد السنوات الضوئية بين الأجسام إلى آلاف أو ملايين. فرسخ واحد هو 3.26 سنة ضوئية. أصل وحدة القياس هذه أكثر تعقيدًا بعض الشيء ، لكنه مرتبط بكيفية قياس الفلكيين للعروض في السماء. يستخدم علماء الفلك & quotmegaparsecs & quot & mdash a megaparsec هو مليون فرسخ فرسخ و [مدش] للمسافات بين المجرات ، أو مقياس المسافات بين المجرات.

وعند النقطة التي تصبح فيها المسافات بين المجرات ملحمية لدرجة أنه حتى الميغا فرسخس تصبح غير عملية ، يتحدث علماء الفلك عن المسافات من حيث مقدار ضوء المجرة الذي تم تحويله نحو أطوال موجية أطول وأكثر احمرارًا عن طريق توسع الكون و [مدش] مقياس يعرف باسم & quotredshift. & quot الآن هذا & # 39s فلكي.


قياس الوقت في الفضاء

واجهت مشكلة مثيرة للاهتمام أثناء الكتابة. كيف تقيس الوقت في الفضاء؟

في عالم توجد فيه عوالم مأهولة في جميع أنحاء المجرة ، كيف تقيس الوقت؟ ليس من المنطقي أن نقول إن شخصًا ما & # x27t يبلغ من العمر & quot ؛ عندما يعتمد طول العام على الكوكب الذي تعيش عليه & # x27re. أو شيء مثل القرب من ثقب أسود.

فكرت في استخدام دورات المجرة. لكن عندما بحثت عنها ، لاحظت أن هؤلاء يستغرقون حوالي 220 مليون سنة أرضية. لذلك هذا ليس عمليًا حقًا.

ألديك أي أحد آخر شجع ذلك؟ ظمىمئءنؤى؟

تحرير: أعتقد أنني & # x27ll أذهب بقياسات كبيرة للثواني. مثل ميغا ثانية أو جيغا ثانية. يظهر الذكاء الاصطناعي بشكل كبير في القصة ، لذا فإن احتساب الوقت بالثانية أمر منطقي. الفضل في u / Fermisfolly لمنحي الفكرة.

هل قرأت نار على العمق بواسطة فيرنور فينج؟ كتاب رائع ، وهو يفعل ذلك بالضبط في التعامل مع كل شيء في ثوانٍ ، كيلوغرام ثانية (أقل بقليل من ساعة) وميجا ثانية (ما يزيد قليلاً عن شهر).

هافن & # x27t سمعت عنه. لكني & # x27 أضفته إلى قائمتي.

هل سأجن؟ ألن تكون & # x27t الكيلو ثانية 17 دقيقة فقط ، وميجا ثانية 11.6 يومًا؟

أو شيء مثل القرب من ثقب أسود.

ميلر وكوكب # x27s في واقع بين النجوم يتطلب بعض الظروف الخاصة للغاية وغير المحتملة للوجود. فاز & # x27t يأتي كثيرا.

إذا حدث ذلك. الإطار المرجعي الوحيد المهم هو لك. قد يكون لديك ساعة يد تسجل الثواني منذ ولادتك ، وتقوم بتشغيل عيد ميلاد سعيد مرة واحدة في السنة القياسية كما تم قياسها في إطارك.

& quot كانت تبلغ من العمر 18 عامًا في بعض الأطر المرجعية ، أقسم! & quot ليس دفاعًا صالحًا. يجب أن تنتظر حتى تبلغ 18 عامًا في الإطار المرجعي الخاص بها.

& # x27 كانت تبلغ من العمر 18 عامًا في بعض الأطر المرجعية ، أقسم! & quot ليس دفاعًا صالحًا. يجب أن تنتظر حتى تبلغ 18 عامًا في الإطار المرجعي الخاص بها.

أعني في هذا النوع من * مهم * المواقف ، هل تتبع القوانين الأدلة البيولوجية ، أليس كذلك؟ ربما يمكننا أن نرى جهازًا يخبرك بعمرك البيولوجي وكل شخص يستخدم هذا الرقم فقط. قد تكون أعياد الميلاد شيئًا من الماضي وستحتفل بمعالم كبيرة مثل سن البلوغ أو البلوغ. Hehe فقط أتساءل ولكنه مفهوم مثير للاهتمام.

كثير من الناس يفعلون. معيار IRL الحالي هو إجبار وحدات قياس الأرض (تحديدًا وقت جرينتش الزوال) عليها. ثم كل ما عليك فعله هو تعديل أي تمدد زمني نسبي عن طريق إعادة مزامنة الساعة مع الأرض.

تتجنب الإعدادات الأخرى فتح علبة الديدان لأنها تجعل متابعة القصة صعبة. حرب النجوم يستخدم IIRC نظام ضبط الوقت الذي يتم تعديله بشكل طفيف بحيث لا & # x27t مضطرًا لإثارته باستمرار.

في النهاية ، لا تقلق بشأن المبررات. المقياس والثاني كلاهما تعسفي إلى حد ما.

نعم ، كلما فكرت في الأمر ، بدا أنه الخيار الأفضل.

& # x27s لا أرض في كتابي. لكن هناك قوة مركزية تتحكم في معظم المجرة. يمكن أن تستند السنوات على الإطار الزمني العاصمة.

في Star Wars ، كل شيء يعتمد على الوقت على Coruscant ، والذي يحدث تمامًا لاستخدام نفس نظام الوقت مثل Earth لسهولة الاستخدام.

تصبح هذه مشكلة فقط عندما تدخل في وحدات زمنية أكبر بناءً على دوران الأرض (أو مدارها ، ما الذي لديك). لا تزال الثواني ثوانٍ ، والدقائق لا تزال دقائق ، والساعات لا تزال ساعات.

أعلم ، كنت أفكر على وجه التحديد في السنوات. الأيام اعتباطية إلى حد كبير لأن الشخصيات تقضي الكثير من الوقت في العبور على متن سفينة ، أو في محطات فضائية بدون دورة نهار وليلة حقيقية.

تحرير: لقد حصلت أخيرًا على وقت للبحث عن الميجا ثانية. الاشياء. قد أستخدم ذلك.

لقد استخدمت السنوات المحلية في قصة لإخفاء أعمار الشخصيات والجدول الزمني منذ أن استخدموا السنة المحلية لكوكبهم. كونك مقيدًا بشكل مدّي إلى قزم أحمر يكون عامًا قصيرًا جدًا ، لذا فإن الشخصيات هي مئات & quot ؛ السنوات & quot ؛ وتستخدم سنوات كما نستخدم شهورًا.

يُعطى التحويل إلى & quotstandard & quot سنوات قرب البداية ، ولكن الأمر متروك للقارئ لإجراء التحويل أم لا.

كما قال آخرون ، الثواني عالمية ، لكن ما هو التقويم المستخدم؟ في إمبراطورية يمكن أن يكون لديك أمر كوني عالمي ، لكن بين العديد من الحضارات أتخيل أنك بحاجة إلى مخطط تحويل ضخم يعتمد على الثواني.

يحتاج الخيال العلمي إلى المزيد من الكواكب الصالحة للسكن المقفلة تدريجيًا

تحقق من & quotWest of January & quot بواسطة Dave Duncan.

& مثل واحد على عشرة ملايين من المسافة بين الأرض & # x27s والقطب الشمالي على طول خط الزوال في باريس. [1] والآن يتم تعريف العداد على أنه المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ في 1 / 299،792،458 من الثانية & quot

يمكنك أيضًا إنشاء وحدة تعادل 1/220 مليونًا من دوران المجرة أيضًا لقياس الوقت.

إنها & # x27s كلها اعتباطية في النهاية ، لكنها تبدو موضوعية علميًا وتؤكد مفهومنا عن & quotyear & quot ؛ ولكن دون أن تكون مركزية الأرض واضحة للغاية.

هذا هو السبب الدقيق لاستخدام Star Trek: Stardate 27471.6 (على سبيل المثال).

يعد حساب اهتزازات ذرة السيزيوم واستخدامها للثواني المحلية أمرًا جيدًا بالنسبة لك ، ولكن كيف يمكنك التوفيق بين الوقت الذي لديك والوقت الذي يقضيه شخص آخر ، خاصة إذا كنت تزوره عدة مرات في رحلاتك؟ دوران المجرة له ميزة ، لكن كل نجم داخل المجرة يسير بسرعة مختلفة قليلاً. & # x27d تحتاج إلى اختيار واحد كمرجع ، ولكن قد يكون قياسًا أوليًا.

هناك نجوم في مدار حول الثقب الأسود في مركز مجرتنا قد يكون لها دورات أقصر. ربما قارن بين مداري اثنين من هذه النجوم ، المثلثتين مع أندروميدا كمرجع.

لقد وضعت نظامًا زمنيًا لمستعمرة على القمر (حتى تمدد الوقت الصغير يزداد بمرور الوقت). ليس لديهم أشهر ، والأيام 14 يومًا (محيرة) والأرض تمر بجميع مراحلها في خمس وعشرين ساعة. بدلاً من AM و PM لديهم فترة ساعة حمراء / زرقاء / خضراء. تم توضيحه في منتصف الكتاب تقريبًا (الجزء الأول يحدث على الأرض. الجزء الثاني على القمر.)

Stardates were retconned to reflect the show's film order wasn't the same as the broadcast order. " It depends on your position in space. & مثل

Once you've established basic units of time, distance, and mass, the fun begins. Ten fingers makes things decimal, but your four-fingered humanoid and your radially symmetric walking starfish might have trouble with basic calculation. Europan squidwards have trouble with the on-off concept and don't get binary. Their math is logarithmic because their brainpower increases when four of them link together, then by another order of magnitude when four groups of four are linked.

To bring it back to a human scale, the AI in charge of a generation ship is trying to reset the circadian rhythm of ten thousand colonists while some of them have reverted to lunar calendars for religious reasons. Pendulum clocks get wonky from Coriolis effects on the inner decks. Does anybody really know what time it is? Does anybody really care? The lights grow bright and the lights grow dim, and there aren't any windows to look out of.

In the end, it's your world. And if you want a happy little tree up there in the corner, you go ahead and put it there.


شاهد الفيديو: كيف نقيس المسافات بين النجوم (شهر اكتوبر 2021).