Astronomia

Misurare il tempo e la distanza nello spazio

Misurare il tempo e la distanza nello spazio

Leggendo gli articoli sulla scoperta delle onde gravitazionali, ho avuto una comprensione di base degli eventi accaduti. Ma una cosa non mi era chiara. Dicono che due buchi neri si siano scontrati 1,3 miliardi di anni fa.

La mia domanda è: come possiamo sapere che questa collisione è avvenuta 1,3 miliardi di anni fa?


Al segnale viene adattato un modello che dipende da vari parametri di ingresso. L'ingresso del modello che si adatta meglio al segnale viene quindi considerato il modello "più favorito", mentre l'ingresso dei modelli che si adatta meglio di una determinata soglia viene utilizzato per dedurre intervalli di confidenza sui vari parametri.

Il modello deve riprodurre contemporaneamente nel miglior modo possibile la frequenza e l'ampiezza del segnale. Tra i parametri di input ci sono le masse dei buchi neri ($36_{-4}^{+5},M_odot$ e $29_{-4}^{+4},M_odot$ ) e (luminosità) distanza ($410_{-180}^{+160},mathrm{Mpc}$), corrispondente a un tempo di viaggio della luce di circa 1,3 Gyr, a seconda dei parametri di densità cosmologica assunti (hanno usato quelli di Planck 2015).


Come misurare la distanza dal sole

Il Sole è davvero lontano, il che non dovrebbe essere una novità per te. Per molto tempo, gli umani potevano solo immaginare quanto fosse lontano. È particolarmente difficile misurare le distanze stellari perché non esiste un quadro di riferimento. Come fai a sapere se il Sole è davvero grande e lontano, o molto vicino e relativamente piccolo? Fortunatamente, gli astronomi hanno escogitato alcune tattiche intelligenti per calcolare la nostra distanza esatta dal Sole. Ecco come lo hanno fatto.

1. Cerca un altro oggetto da usare come quadro di riferimento, come Venere.
Esatto, per trovare la distanza dal Sole devi distogliere lo sguardo dal Sole. Ogni volta che misuri, devi usare qualcosa come riferimento. Venere è brillante e orbita più vicino al Sole, il che lo rende il punto di riferimento perfetto.

2. Osserva e trova il punto di massimo allungamento.
Mentre osservi Venere, noterai che in due punti della sua orbita è il più lontano dal sole che ottiene. In questi punti, se dovessi tracciare una linea dalla Terra a Venere, la linea sarebbe tangente al cerchio (in realtà è un'ellisse) che è l'orbita di Venere. Quindi, se dovessi tracciare una linea da Venere al Sole, formerebbe un angolo retto con la linea tracciata da Venere alla Terra. Questi punti nell'orbita sono chiamati i punti di massimo allungamento e possono essere usati per trovare la distanza dal Sole.

3. Usa un po' di trigonometria.
Disegnando le linee immaginarie tra i pianeti e il Sole, hai effettivamente creato un triangolo. Usando la trigonometria, puoi trovare la distanza dalla Terra a Venere (a × cos(e)) e da Venere al Sole (a × sin(e)). I calcoli rivelano che la distanza da Venere al Sole è circa il 72% della distanza dalla Terra al Sole. Inoltre, nel 1771, gli astronomi usarono un evento raro e informativo per finalizzare i calcoli: un transito di Venere davanti al Sole. Il calcolo all'epoca era solo del 2% dalle nostre cifre moderne.


Elementi di Fisica (111)

Spazio e tempo, sia nella vita quotidiana che nella Relatività Speciale o Generale, sono descritti in numeri.

Il tempo viene misurato in termini di rotazione della Terra sul proprio asse, ovvero quanto tempo impiega in media il Sole per tornare nella stessa posizione est-ovest nel cielo. Dividiamo quel giorno per 24 per ottenere un'ora, e l'ora per 60 per ottenere un minuto e il minuto per 60 per ottenere un secondo. In fisica tenere il tempo con precisione richiede strumenti che lo misurino a una piccola frazione di secondo. Il dispositivo GPS nel tuo cellulare o forse nella tua auto dipende dalla misurazione del tempo entro pochi miliardesimi di secondo! L'unità fondamentale di un secondo è la scala con cui misuriamo il tempo in fisica e astronomia. Stranamente, usiamo i fattori di 60 anche se rende difficile la matematica. Da dove viene? Forse è perché ci sono circa 360 giorni in un anno che dividiamo un cerchio in 360 gradi, e da questo scegliamo di misurare il tempo in multipli di 60 secondi per ottenere minuti, 60 minuti per ottenere ore e 24 ore per ottenere un giorno . Rendendo le cose più complicate, vedremo che il tempo rallenta dove la gravità è più forte, e che dipende dalla velocità con cui ti muovi rispetto all'orologio che leggi.

Mentre teniamo il tempo relativo alla posizione della Terra nello spazio in qualche istante nel passato. Puoi trovare un tempo qui sulla Terra dal National Institute of Standards negli Stati Uniti che è impostato dalle oscillazioni di un orologio atomico principale, ma anche quello non è abbastanza preciso per alcuni usi.

E la lunghezza, la distanza e la massa? Il sistema inglese in cui un miglio è 5.280 piedi, un'iarda 36 pollici, una libbra 16 once e un gallone 256 cucchiai da tavola, è complicato.


Credito: http://www.smmgp.org.uk

Quindi la maggior parte del mondo, tranne gli Stati Uniti, compresi i fisici, usa unità metriche che per quantità diverse dal tempo si basano su multipli di 10.

Credito: http://www.education.com/

Quanti millimetri (mm) ci sono in un chilometro (km)?

Risposta: poiché 1000 millimetri (mm) = 1 metro (m) e 1000 metri sono in un chilometro (km),

1000 × 1000 = 1,000,000 = 10 6

In questa lezione misureremo le distanze in metri, ma aiuta ad avere un'idea di quanto sia lontano. Un metro è poco più di un metro, circa 40 pollici. Un chilometro è 1000 metri, circa 0,6 miglia. Di tanto in tanto vedrai segnali stradali in chilometri negli Stati Uniti, ma altrove nel mondo è tutto ciò che vedrai. Quanto sono veloci i 100 km/h? Dai un'occhiata al tachimetro della tua auto e ora vedrai il secondo set di numeri metrici per la maggior parte delle auto. La velocità di 100 km/h è di circa 60 miglia/h. La velocità della luce è di circa 300.000 = 10 5 km/s, 3×10 8 m/s, 186.000 miglia/s o 1 piede per nanosecondo (miliardesimo di secondo).

Per misurare la massa, cioè quanta materia c'è in qualcosa, usiamo un chilogrammo. Vicino alla Terra la forza di gravità su un chilogrammo di roba è di circa 2,2 libbre. Quando vai a fare la spesa e acquisti 10 libbre di patate, ottieni circa 5 kg di materia. Perché è facile da fare, di solito "pesiamo" qualcosa, cioè troviamo la forza di gravità su di essa, per trovarne la massa. Tuttavia, in fisica misuriamo la forza in un'unità diversa chiamata Newton di cui parleremo più avanti.


Terra

Eratostene era un matematico greco ed era il bibliotecario di Alessandria d'Egitto.

Apprese che vicino alla città di Syene (oggi Aswan), a sud, il Sole appare allo zenit (il punto più alto del cielo) nel solstizio d'estate. era risaputo che il suo riflesso in questo giorno poteva essere visto direttamente in un pozzo profondo.

Osservando e misurando le ombre nello stesso giorno ad Alexandra, ha calcolato che il Sole era a oltre 7,12° dallo Zenith nella stessa data. Questo è circa 1/50 di un cerchio.

La distanza tra le città era di circa 5000 stadi (allora si misuravano con gli stadi – come i campi da calcio sono usati per illustrare rapidamente le lunghezze).

Eratostene fece un calcolo moltiplicando la distanza per l'angolo. È stato in grado di determinare la circonferenza della Terra e poi un altro calcolo per calcolare il diametro.

Confusamente, c'erano 2 diverse misurazioni per uno stadio, ma gli scienziati credono che abbia usato un'unità che ha portato la circonferenza a essere entro 1 grado dal valore noto moderno.

Ciò è ancora più notevole in quanto la città che ha usato come misurazione non era direttamente a sud e non era esattamente sul Tropico del Cancro. Come se non bastasse, ha anche inventato la parola "Geografia".

Aristarco di Samo e i diametri della Luna, del Sole e le loro distanze

Aristarco era un astronomo greco che visse allo stesso tempo di Eratostene e per primo propose l'idea che la Terra orbitasse intorno al Sole.

Un'eclissi lunare gli ha permesso di studiare l'ombra della Terra sulla Luna e ha determinato che la Terra era due volte più grande della Luna
Quindi misurò la larghezza sia del Sole che della Luna e determinò che erano di 2° d'arco in larghezza.

Per comprendere le distanze coinvolte, ha tentato di triangolare la Luna, il Sole e la Terra. Misurò l'angolo tra un quarto di fase lunare (quella che chiamiamo mezza luna) e il Sole. Ha trovato che l'angolo era di 87° e usando la matematica conosciuta al momento in cui ha derivato il Sole era tra le 18 e le 20 volte più lontano della Luna.

Oggi sappiamo che la Terra è quattro volte più grande del Sole oggi e Sole e Luna sono ½° d'arco ma era la migliore misura del suo tempo. Ora sappiamo anche che l'angolo tra un quarto di fase lunare e il Sole è 89,5°, il che rende il Sole 400 volte più lontano della Luna, ma è stato accurato nel capire che c'era lo stesso rapporto tra distanza e dimensione. Il ragionamento dietro le sue misurazioni era buono. C'erano diverse ragioni per spiegare perché le sue misurazioni erano imprecise. Non avrebbe avuto gli strumenti scientifici più avanzati per misurare gli angoli. Conoscere il tempo approssimativo in cui un quarto di luna è esattamente al 50% di illuminazione è molto difficile da accertare. Potrebbe anche non avere accesso alle conoscenze sull'uso della funzione seno matematica o alla conoscenza avanzata della trigonometria che potrebbe aver migliorato la sua stima.


Candele standard – Misurazione delle distanze cosmiche:

Tra le varie domande che spesso ci vengono poste, quella che viene in primo piano alla mente riguarda il modo in cui stimiamo con precisione quanto gli oggetti siano veramente distanti da noi. È un compito difficile tutti insieme poiché gli umani sono intrinsecamente incapaci di afferrare veramente quanto sia grande la distanza che separa il sole da Plutone o dalla nuvola di Oort (per non parlare della nostra schifosa percezione della profondità) - per non parlare del tentativo di avvolgere la tua mente intorno alla luce 4.37 divario di un anno che separa il nostro sistema solare e i suoi vicini più vicini nel sistema Alpha Centauri. Quindi, dobbiamo contemplare la vastità dell'universo al di fuori della nostra vista periferica... come tutti i sistemi planetari della nostra galassia in generale e del nostro gruppo locale, una regione dello spazio contenente più di 54 galassie. Sappiamo che esiste molto di più al di là del nostro gruppo locale, il che ci porta al punto di questo articolo... come si misurano esattamente le distanze? Diamo un'occhiata:

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Le candele standard (come vengono chiamate) sono strumenti importanti per gli scienziati quando cercano di misurare la distanza di galassie che sono lontane, molto lontane, ma prima di entrare in quelle... parliamo di come misuriamo le distanze che sono vicine (cosmologicamente parlando di corso). Gli astronomi usano un certo tipo di stelle, chiamate stelle variabili Cefeidi, per misurare le distanze in tutta la Via Lattea. Per dirla semplicemente, le stelle variabili sono stelle che cambiano di luminosità. A volte ci sono cambiamenti nella luminosità, massa della stella o altri ostacoli nel percorso del fotone mentre si dirige verso la Terra. Questi cambiamenti di luminosità possono avvenire in un arco di tempo esteso o, in alcuni casi, una frazione di secondo. Più di 100.000 stelle sono attualmente conosciute e catalogate come stelle variabili (inclusa quella vista nella GIF qui a destra, Variabile Hubble 1 [HV1]), alcune possono variare da un millesimo di magnitudine in luminosità a venti magnitudini (che sono numeri abbastanza sorprendenti)! Inoltre, il nostro sole è annoverato tra loro. La sua produzione di energia varia leggermente durante un ciclo solare di 11 anni, a volte di circa lo 0,1 percento o fino a un millesimo della sua grandezza media.

Poiché è noto che le stelle variabili pulsano periodicamente (che è correlato alla luminosità) a causa dell'instabilità o di una serie di altre cose. Più tipicamente, le stelle variabili Cefeidi (che di solito sono molto più massicce del sole, oltre che più luminose) vengono utilizzate per determinare le distanze. Queste stelle variano in luminosità (crescendo luminose e poi fioche) in base principalmente a quanto sono massicce, dove si trovano e quanto sono distanti. Sapendo quanto è massiccia la stella, possiamo sostanzialmente determinare quale dovrebbe essere la magnitudine assoluta della stella. e confrontare quei numeri con la magnitudine apparente (quanto ci sembra luminoso) può dare agli astronomi un'idea precisa di quanto sia lontano un oggetto. Ora, pensa alla legge dell'inverso del quadrato, che sostanzialmente dice che l'energia che riceviamo è inversamente proporzionale al quadrato della distanza. In questo particolare contesto, afferma che l'intensità della luce di una stella aumenterà in modo prevedibile nel corso del suo viaggio verso di noi.

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Ora, per misurare distanze estremamente lunghe (tipicamente da sorgenti che si trovano tutte insieme al di fuori della nostra galassia), usiamo esplosioni di supernova di tipo Ia come candele standard. Queste esplosioni di supernova sono diverse da QUALSIASI altro tipo di supernova di cui siamo a conoscenza. Ci sono diversi modi in cui queste cose accadono, ma in genere si formano quando due stelle nane bianche in un sistema binario si scontrano, o una di esse assorbe abbastanza materiale dal suo partner per riaccendersi temporaneamente prima di esplodere e diventare incenerita. Questi sono piccoli bastardi interessanti però. Gli astronomi hanno raccolto molte prove che suggeriscono che il picco di emissione luminosa di una di queste esplosioni di supernova dovrebbe sempre avere una magnitudine assoluta di -19,6, che è MOLTO più luminosa delle tipiche esplosioni di supernova - oltre 5 MILIARDI di volte più luminosa del sole, per quello importa!

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Ancora una volta, usando la legge dell'inverso del quadrato, possiamo dedurre la distanza della sorgente semplicemente misurando l'emissione luminosa di picco prima di confrontare il numero con la sua magnitudine assoluta. In genere sono circa 14 magnitudini più luminose delle stelle variabili Cefeidi e possono misurare distanze fino a circa 1.000 MPC (parsec), che è solo una piccola frazione del raggio complessivo dell'universo osservabile, ma molto utili con la nostra tecnologia attuale!

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Classe invernale di astronomia AAA: misurazione delle distanze nello spazio - dicembre 2015 - febbraio 2016

Questo corso si concentra sul tema speciale dell'astrometria. Esploreremo otto diversi metodi usati dagli astronomi per stimare le grandi distanze nello spazio.

Si prega di notare che questo è un corso avanzato. Si presume una comprensione dei concetti astronomici di base. È necessaria una calcolatrice.

mercoledì 2 dicembreRadar / Transiti di Venere: misurare la distanza dal Sole e stimare le dimensioni del sistema solare

mercoledì 9 dicembreParallasse: stimare le distanze delle stelle "vicine" usando la trigonometria

Mercoledì 16 dicembre – Parallasse spettroscopica: magnitudine apparente, magnitudine assoluta e luminosità, utilizzando spettri, magnitudine e il diagramma H-R per stimare le distanze dalle stelle

Mercoledì 27 gennaio – Stelle variabili Cefeidi: utilizzo del periodo e della magnitudine apparente per stimare le distanze di stelle lontane nella Via Lattea e galassie lontane

Mercoledì 3 febbraio – Candele standard: morte stellare che porta a supernova, relazione Tully-Fisher

Mercoledì 10 febbraio – Hubble's Legge: base per comprendere che l'universo si sta espandendo e per la teoria del Big Bang, anche un metodo per stimare le distanze delle galassie

Tempo: le lezioni iniziano alle 18:30 e durano fino alle 20:30.

Posizione: tutte le lezioni si tengono al Cicatelli Center, 505 8th Ave, 35th St. a Manhattan, 19th Floor.

Istruttore: David Kiefer
David Kiefer ha conseguito vari Master, tra cui un M.S. in astronomia dal Centre for Astrophysics and Supercomputing di Melbourne, Australia. Ha insegnato fisica e astronomia nei college di New York e New Jersey, ed è attualmente docente al City College e al Borough of Manhattan Community College di New York. Membro dell'AAA, il signor Kiefer osserva regolarmente al Floyd Bennett Field di Brooklyn.

Registrazione: Chiuso.

Quota di iscrizione: $ 60, solo membri. Se non sei ancora un membro AAA, per favore diventa prima un membro.


Misurazione dello spazio-tempo ‘entanglement’ delle onde elettromagnetiche

L'impulso elettromagnetico estremamente strutturato porta non solo il sogno umano finale di un'estrazione di energia ultraveloce e ultra-intensa, ma anche numerosi straordinari effetti fisici fondamentali. Dal punto di vista tradizionale, gli impulsi elettromagnetici sono generalmente trattati come soluzioni separabili spazio-tempo (o spazio-frequenza) delle equazioni di Maxwell, in cui la dipendenza spaziale e temporale (spettrale) può essere trattata separatamente. Tuttavia, i recenti progressi nella luce strutturata e nell'ottica topologica hanno evidenziato le interazioni non banali onda-materia degli impulsi con complessa separabilità spazio-temporale (STNS), nonché il loro potenziale per il trasferimento di energia e informazioni.

Recentemente, un gruppo di ricerca dell'Università di Southampton, per la prima volta, ha proposto concetti di base e matematica solida per gli stati STNS delle onde elettromagnetiche per la misurazione quantitativa di STNS, basata su una metodologia ispirata alla meccanica quantistica. In analogia alla non separabilità nello stato entangled quantistico, gli autori introducono il concetto di stati non separabili spazio-spettro per descrivere la non separabilità spazio-temporale di un classico impulso elettromagnetico e applicano il metodo della tomografia a stati “quantum” per ricostruire la matrice di densità corrispondente, quindi calcolare la fedeltà, la concorrenza e l'entanglement della formazione scavata dalla tecnica di misura quantistica come le loro misure quantitative del classico STNS.

Nel loro articolo “Measures of space-time nonseparability of electromagnetic pulse”, gli autori implementano la tomografia di stato per la caratterizzazione quantitativa degli impulsi elettromagnetici spazio-temporali “entangled” e riferiscono sulla sua applicazione alla propagazione di impulsi toroidali a ciclo singolo impulsi e fasci a larga banda. Trattando con le tradizionali onde monocromatiche, le variabili spaziali e temporali delle equazioni di Maxwell sono separate naturalmente. Per il costo della semplicità, inevitabilmente omette le informazioni fisiche allo stesso tempo. Un esempio per eccezione è l'impulso spaziotemporale, o vividamente chiamato "ciambelle volanti" che è un impulso ultraveloce strettamente localizzato. Per tale impulso, mostra un STNS perfetto durante la propagazione, che potrebbe essere usato come paradigma ideale per studiare l'entanglement spazio-frequenza classico.

Basati sulla dinamica degli impulsi a ciambella volante, mostrano uno spettro spettrale a banda larga. Con l'introduzione dei rapporti di posizione normalizzati e delle coordinate radicali, gli autori sviluppano una rappresentazione matematica concisa. Rispetto al raggio Laguerre-gaussiano a banda larga, tali impulsi emergono in modo interessante un'immagine di isodiffrazione, varie componenti di frequenza diffrangono alla stessa velocità, ad esempio, lo stato di frequenza e lo stato spaziale sono sempre “entangled”, il che fornisce il prerequisito per la successiva costruzione di stati.

Grazie alla STNS, accompagnata dalla funzione di passo spaziale, è possibile stabilire un insieme di basi normalizzate ortogonali per caratterizzare accuratamente tali proprietà. Il prodotto interno dell'Hilbert Space stabilito può essere rilevato sperimentalmente con l'aiuto della telecamera CCD. Inoltre, il loro approccio può essere facilmente espanso in stati misti causando entanglement misto. Per caratterizzare ulteriormente la natura “entangled”, gli autori introducono la tomografia per tali impulsi isodiffrangenti per ricostruire la matrice di densità per gli stati precedenti. Sebbene la matrice di densità racconti tutta la storia dell'entanglement, tali informazioni non sono così semplici. Pertanto, gli autori utilizzano la misurazione analogica quantistica per calcolare la fedeltà, la concorrenza e l'entanglement della formazione.

Riassumendo, gli autori propongono concetti innovativi con STNS del campo ottico basati su FD e realizzano una metodologia quantistica per la misurazione che rivela ulteriormente le connessioni tra regime classico e quantistico e caratterizza quantitativamente l'evoluzione spazio-temporale degli impulsi strutturati generali. Questo lavoro apre una nuova pagina dell'entanglement spazio-temporale classico e fornisce un grado di libertà in gran parte inesplorato nella luce strutturata, portando a nuove applicazioni nella comunicazione ad altissima capacità, crittografia ad alta sicurezza, topologia e sistema analogico quantistico.


Misurare il tempo e la distanza nello spazio - Astronomia

Ho cercato ovunque e non riesco a trovare la misura della distanza nello spazio. Che cos'è? Anni luce, chilometri, cosa?

La risposta

1. Per le distanze all'interno del nostro sistema solare, o di altri sistemi solari, l'unità comune è l'"Unità Astronomica" (A.U.)

1 A.U. = la distanza media tra la Terra e il Sole

2. Per quasi tutto il resto, stelle, galassie ecc., l'unità di distanza è il parsec (pc). Questa è un'unità conveniente quando si misurano le distanze dalle stelle mediante triangolazione (ciò che gli astronomi chiamano parallasse).

1 pc = 3,26 anni luce = circa la distanza dalla stella più vicina

1 pz = 60 x 60 x 180/pi U.A. = 206265 U.A. --- per definizione.

per le distanze all'interno della nostra galassia o di altre galassie è kiloparsec (kpc):

per le distanze tra le galassie e la cosmologia è Megaparsecs (Mpc):

1 Mpc = 1.000.000 pc 3. L'eccezione a questi è quando si studia un oggetto più piccolo, come una stella o un pianeta. Allora potremmo usare i chilometri. Per i grani di polvere, potremmo usare i micron (1/1.000.000 di metro).

4. È anche comune confrontare gli oggetti. Ad esempio, se si studia una stella si potrebbe dire "il suo raggio è 5 raggi solari", il che significa che è 5 volte la dimensione del nostro sole. Allo stesso modo con le galassie, è più grande o più piccola della Via Lattea.

Quindi, tutto sommato, usiamo molte unità di astronomia. Ma, tutto sommato, il parsec è il più comune.

Nota, gli astronomi usano gli anni luce solo quando parlano al pubblico o insegnano a lezione.


Distanze cosmiche

Lo spazio oltre la Terra è così incredibilmente vasto che le unità di misura che ci sono convenienti nella nostra vita quotidiana possono diventare GIGANTICHE. Le distanze tra i pianeti, e specialmente tra le stelle, possono diventare così grandi se espresse in miglia e chilometri da essere ingombranti. Quindi, per le distanze cosmiche, passiamo a interi altri tipi di unità: unità astronomiche, anni luce e parsec.

Le unità astronomiche, abbreviate AU, sono un'utile unità di misura all'interno del nostro sistema solare. Un'AU è la distanza dal Sole all'orbita terrestre, che è di circa 93 milioni di miglia (150 milioni di chilometri). Se misurata in unità astronomiche, la distanza di 886.000.000 di miglia (1.400.000.000 di chilometri) dal Sole all'orbita di Saturno è molto più gestibile di 9,5 UA. Quindi le unità astronomiche sono un ottimo modo per comprimere numeri veramente astronomici in una dimensione più gestibile.

Le unità astronomiche rendono anche facile pensare alle distanze fra oggetti del sistema solare. Rendono facile vedere che Giove orbita cinque volte più lontano dal Sole rispetto alla Terra e che Saturno è due volte più lontano dal Sole di Giove. (Questo perché, tecnicamente, stai esprimendo ogni distanza come rapporto tra la distanza dalla Terra al Sole. Comodo!)

Per distanze molto maggiori &mdash interstellare distanze &mdash gli astronomi usano anni luce. Un anno luce è la distanza percorsa da un fotone di luce in un anno, che è di circa 6 trilioni di miglia (9 trilioni di chilometri, o 63.000 AU). In altre parole, un anno luce è quanto lontano viaggeresti in un anno se potessi viaggiare alla velocità della luce, che è 186.000 miglia (300.000 chilometri) al secondo. (A proposito, non puoi viaggiare alla velocità della luce, per quanto ne sappiamo, ma questo è tutta un'altra storia. ) Come l'AU, gli anni luce rendono le distanze astronomiche più gestibili. Ad esempio, il sistema stellare più vicino al nostro è il sistema stellare triplo di Alpha Centauri, a circa 4,3 anni luce di distanza. È un numero più gestibile di 25 trilioni di miglia, 40 trilioni di chilometri o 272.000 AU.

Gli anni luce forniscono anche una prospettiva utile sulle distanze del sistema solare: il Sole si trova a circa 8 minuti luce dalla Terra. (E sì, ci sono anche la luce secondi!) E poiché la luce degli oggetti viaggia a velocità della luce, quando vedi il Sole, o Giove o una stella lontana, lo vedi com'era quando la luce lo ha lasciato, che sia 8 minuti, decine di minuti o 4,3 anni fa. E questo è fondamentale per l'idea che quando guardiamo più lontano su nello spazio, stiamo vedendo più lontano indietro in tempo. (Pensaci: stai vedendo tutte le stelle nel cielo in momenti diversi della storia, alcune qualche anno fa, altre centinaia di anni fa, tutte contemporaneamente!)

Infine, parsec. Questa è l'unità utilizzata quando il numero di anni luce tra gli oggetti sale a migliaia o milioni. Un parsec è 3,26 anni luce. L'origine di questa unità di misura è un po' più complicata, ma è correlata al modo in cui gli astronomi misurano le larghezze nel cielo. Gli astronomi usano "megaparsec" &mdash un megaparsec è 1 milione di parsec &mdash per le distanze intergalattiche, o la scala delle distanze tra le galassie.

E nel momento in cui le distanze tra le galassie diventano così epiche che persino i megaparsec diventano ingombranti, gli astronomi parlano di distanze in termini di quanto la luce di una galassia è stata spostata verso lunghezze d'onda più lunghe e più rosse a causa dell'espansione dell'universo e tracciano una misura nota come "redshift." Ora questo è astronomico.


Misurare il tempo nello spazio

Ho riscontrato un problema interessante durante la scrittura. Come si misura il tempo nello spazio?

In un mondo in cui ci sono mondi abitati in tutta la galassia, come misuri il tempo? Non ha senso dire che qualcuno ha "x anni" quando la lunghezza di un anno dipenderebbe dal pianeta in cui ti trovi. O qualcosa come la vicinanza a un buco nero.

Ho pensato di usare le rotazioni galattiche. Ma quando l'ho guardato ho notato che impiegano circa 220 milioni di anni terrestri. Quindi non è molto pratico.

Qualcun altro ha riscontrato questo? come l'hai risolto?

Modifica: penso che andrò con grandi misurazioni di secondi. Come megasecondi o gigasecondi. L'intelligenza artificiale è molto presente nella storia, quindi contare il tempo al secondo ha senso. Ringraziamo u/Fermisfolly per avermi dato l'idea.

Hai letto Un fuoco sul profondo di Vernor Vinge? Ottimo libro, e fa esattamente questo gestendo tutto in secondi, kilosecondi (poco meno di un'ora) e megasecondi (poco più di un mese).

Non ne ho mai sentito parlare. Ma l'ho aggiunto alla mia lista.

Sto impazzendo? Un kilosecondo non sarebbe solo 17 minuti e un megasecondo 11,6 giorni?

O qualcosa come la vicinanza a un buco nero.

Il pianeta di Miller in Interstellare richiede l'esistenza di circostanze molto speciali e improbabili. Non verrà fuori molto.

Se viene fuori. l'unico quadro di riferimento che conta è il tuo. Potresti avere un orologio da polso che registra i secondi dalla tua nascita e riproduce il buon compleanno una volta all'anno standard misurato nella cornice.

"Aveva 18 anni in alcuni quadri di riferimento, lo giuro!" non è una valida difesa. Dovresti aspettare che abbia 18 anni nel suo sistema di riferimento.

ɺveva 18 anni in alcuni sistemi di riferimento, lo giuro!" non è una valida difesa. Dovresti aspettare che abbia 18 anni nel suo sistema di riferimento.

Voglio dire in quel tipo di *ehm* situazioni, le leggi seguirebbero le prove biologiche, giusto? Forse potremmo vedere un dispositivo che indica la tua età biologica e tutti usano quel numero. I compleanni potrebbero essere un ricordo del passato e festeggeresti grandi traguardi come la pubertà o l'età adulta. Hehe mi stavo solo chiedendo ma è un concetto interessante.

Un sacco di gente lo fa. L'attuale standard IRL è quello di forzare le unità di misura della Terra (in particolare il meridiano di Greenwich) su di essa. Quindi tutto ciò che devi fare è modificare qualsiasi dilatazione temporale relativistica risincronizzando l'orologio con la Terra.

Altre impostazioni evitano di aprire questa lattina di worm perché rende la storia difficile da seguire. Guerre stellari IIRC utilizza un sistema di timekepping che è stato leggermente modificato in modo che non debba farlo incessantemente.

In definitiva, non preoccuparti delle giustificazioni. Il metro e il secondo sono entrambi abbastanza arbitrari.

Sì, più ci pensavo, più questa sembrava l'opzione migliore.

Non c'è terra nel mio libro. Ma c'è un potere centrale che controlla la maggior parte della galassia. Gli anni potrebbero essere basati sul timeframe del capitale.

In Star Wars tutto è basato sul tempo su Coruscant, che guarda caso utilizza lo stesso sistema temporale della Terra per facilità d'uso.

Questo diventa un problema solo quando entri nelle unità di tempo più grandi basate sulla rotazione della Terra (o sulla sua orbita, cosa hai). I secondi sono ancora secondi, i minuti sono ancora minuti, le ore sono ancora ore.

Lo so, stavo pensando specificamente agli anni. I giorni sono piuttosto arbitrari poiché i personaggi trascorrono molto tempo in transito su una nave o su stazioni spaziali senza un vero ciclo giorno e notte.

Modifica: finalmente ho avuto il tempo di cercare i megasecondi. Roba interessante. Potrei usarlo.

Ho usato gli anni locali in una storia per offuscare le età dei personaggi e la linea temporale poiché usano l'anno locale del loro pianeta. Essendo bloccato in modo costante su una nana rossa che è un anno molto breve, quindi i personaggi hanno centinaia di "anni" e usano anni come noi usiamo mesi.

La conversione in anni "standard" viene fornita all'inizio, ma spetta al lettore effettuare o meno la conversione.

Come altri hanno detto, i secondi sono universali, ma qual è il calendario utilizzato? In un impero potresti avere un fiat universale, ma tra una moltitudine di civiltà immagino che tu abbia bisogno di un enorme grafico di conversione basato sui secondi.

La fantascienza ha bisogno di più pianeti abitabili bloccati dalle maree

Dai un'occhiata a "West of January" di Dave Duncan.

"Era un decimilionesimo della distanza tra l'equatore della Terra e il Polo Nord lungo il meridiano di Parigi.[1] E ora il metro è definito come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in 1/299.792.458 di secondo"

Potresti anche creare un'unità equivalente a 1/220 milioni della rotazione della galassia e anche per misurare il tempo.

Alla fine è tutto arbitrario, ma suona scientificamente obiettivo e mantiene la nostra nozione di "anno" ma senza che il centrismo terrestre sia troppo ovvio.

Questa è l'esatta ragione per cui Star Trek usa: Stardate 27471.6 (per esempio).

Contare le vibrazioni di un atomo di cesio e usarlo per i secondi locali va bene per te, ma come conciliare il tempo che hai con il tempo che ha qualcun altro, soprattutto se li visiti più volte durante i tuoi viaggi? La rotazione galattica ha dei meriti, ma ogni stella all'interno della galassia va a una velocità leggermente diversa. Dovresti sceglierne uno come riferimento, ma potrebbe essere una misura grezza.

Ci sono stelle in orbita attorno al buco nero al centro della nostra galassia che potrebbero avere cicli più brevi. Forse confrontare le orbite di due di queste stelle, triangolate con Andromeda per un riferimento.

Ho elaborato un sistema di tempo per una colonia sulla luna (anche una piccola dilatazione del tempo si somma nel tempo). Non hanno mesi, i giorni sono lunghi 14 giorni (confondono) e la Terra attraversa tutte le sue fasi in venticinque ore. Invece di AM e PM hanno un periodo di orologio Rosso/Blu/Verde. È spiegato a metà del libro (la prima parte si svolge sulla Terra. La seconda sulla luna.)

Le date stellari sono state ricollegate per riflettere l'ordine dei film dello show non era lo stesso dell'ordine di trasmissione. " Dipende dalla tua posizione nello spazio. "

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.


Guarda il video: Misurare lunghezze e distanze (Gennaio 2022).