🍣 📎 🎐 اسأل إيثان رقم 30: حساب المقاطع الطويلة من الوقت 📨 🌉 💵

على الرغم من أن الصداقة تبدو أحيانًا أبدية وتتجاوز كل القيود الطبيعية ، إلا أن هذه المشاعر في قبضة الوقت أكثر من غيرها.
- روبرت هيو بينسون

يسأل القارئ:

أكتب الخيال العلمي ، أفكر في العالم ، وأطور إطارًا زمنيًا بنسب فلكية تعتمد على خصائص النظام الشمسي. سيكون من الرائع سماع أفكارك حول هذا.

تبين أن النظم الفيزيائية الفلكية ساعات طبيعية ممتازة.

هذا هو بالضبط ما نستخدمه على الأرض. يشير الدوران اليومي للكوكب حول المحور إلى اليوم ، والثورة في المدار حول الشمس هي السنة. تقريبا. من الناحية الفنية ، يُطلق على هذا اسم عام نجمي أو فلكي - الوقت الذي تستغرقه الأرض والشمس والنجوم الثابتة البعيدة للعودة بالضبط إلى نفس المواقع النسبية. لكن تقويمنا يعتمد على سنة استوائية ، أو الوقت الذي يستغرقه السفر من الاعتدال الربيعي إلى آخر.

هذان التعريفان متطابقان تقريبًا ويختلفان بنسبة 0.07 ٪ فقط ، ولكن إذا تجاهلت هذا الاختلاف الذي يبلغ 6 ساعات و 9 دقائق سنويًا ، فسيتم عكس تغيير الفصول كل 700 عام. والآن لدينا فقط بادئة الاعتدال.

لفترات طويلة ، سيكون عليك نسيان السنة والأيام الاستوائية. يتباطأ دوران الأرض وجميع الكواكب تدريجيًا بسبب تفاعل الجاذبية مع كتل أخرى في النظام الشمسي. ووجود القمر يفاقم هذه العملية ، منذ أيام على الأرض استمرت من 6 إلى 8 ساعات قبل أربعة مليارات سنة ، وبعد 4 ملايين سنة أخرى لن نحتاج إلى سنوات كبيسة.

لذلك ، يمكننا أن نختار كمقياس للوقت الفاصل المطلوب لكوكب الأرض للقيام بثورة في مدار فلكي. لكن لماذا تختار الأرض؟

لدينا ثمانية كواكب ، وفترات مدارها هي كما يلي:

عطارد: 0 ، 241 سنة أرضية (1/4 سنة أرضية)
كوكب الزهرة: 0.615 (5/8 سنوات
أرضية ) الأرض: 1
كوكب المريخ: 1.889 (3 الزهرة)
المشتري: 11 ، 8 ، أثقل كوكب
زحل: 29.5 (2.5
كوكب المشتري) أورانوس: 84 (تقريبًا 3 زحل)
نبتون: 165 (2 يورانيوم)

ومع ذلك ، لا تُعرف جميع هذه الأرقام بدقة كافية. بالنسبة للكواكب الخارجية ، فهي معروفة بدقة تصل إلى 2 أو 3 أرقام فقط بعد الفاصلة العشرية. لكن قياس الوقت ، بناءً على خصائص النظام الشمسي ، له حدود في الدقة والمدة والاستقرار. اتضح أن هناك مراقبة أفضل في الكون.

النابض ميلي ثانية واحدة هي أفضل ساعة طبيعية في الكون الشهير. هذه هي النجوم التي انهارت بعد انفجار المستعر الأعظم ، وتحولت إلى نجم نيوتروني. على مدى مليارات السنين ، تسارع دورانها إلى سرعات فائقة السرعة - قاموا بثورة في بضع ميلي ثانية (في نفس الوقت هم كائنات ذات كتلة مماثلة للشمس). ومن أقطابها تطير الطائرات النفاثة.

عندما تذهب الطائرة إلينا مباشرة ، نحصل على نبض من موجات الراديو - لهذا السبب أطلقنا عليها اسم النجم النابض. يمكن أن يوجد أسرع النجوم النابضة الدورية لملايين السنين على الأقل. حامل سجل التناوب للمعروف لنا يجعل أكثر من 700 دورة في الثانية.

هذه أيضا الساعة الأكثر دقة التي وجدناها. فهي دقيقة لدرجة أنها لا تتغير في سنة أو مليار سنة. تصل دقتها إلى ميكروثانية وتستمر لعقود - أي أنه يمكننا الحصول على دقة حوالي ^10-15 .

فقط الساعات الذرية الأكثر تقدمًا في الأرض تعمل بشكل أفضل من هذا - وبما أن النجوم النابضة يمكن أن توجد لمليارات السنين ، فمن الصعب مواجهتها. ولكن ماذا لو كنت بحاجة إلى شيء أطول من هذا؟ هناك شيء من هذا القبيل.

البزموت. هل كان لديك جدول دوري في مرحلة الطفولة؟ كان لدي طفل ، وتذكرت البزموت ، العنصر 83 ، لأنه كان العنصر الأثقل من العناصر غير المتحللة. جميع العناصر الأخرى الأثقل من البزموت ستتحلل إلى عناصر أخف. بعضها موجود ثواني أو كسور من الثانية ، بعض الأيام ، السنوات ، آلاف السنين ، الملايين والمليارات. لكن البزموت كان الأصعب من المستقر. حتى عام 2003

البزموت - 209 هو أطول العناصر غير المستقرة التي تحدث بشكل طبيعي والمعروفة للبشرية. عمر النصف يبلغ حوالي 1.9 * 10 ¹⁹ سنة ، أي مليار مرة من عمر الكون.

لذلك ، لحساب الوقت المنقضي بدقة تعسفية ، تحتاج إلى عدد تعسفي من ذرات البزموت 209:

ذرات محسوبة
انتظر أي مقدار من الوقت
أحسبهم مرة أخرى

معرفة مبادئ الاضمحلال ، يمكن للمرء حساب الوقت المنقضي. في عام 2010 ، تم استخراج حوالي 8900 طن من البزموت 209. العمر الحالي للكون هو 13.8 مليار سنة. إذا أخذنا الكمية الكاملة من البزموت 209 وانتظرنا 13.8 مليار سنة أخرى ، فسيظل لدينا 8 899 999.9955 كجم من البزموت 209. والدقة هنا محدودة فقط من خلال قياس نصف العمر وعدد الذرات.

ولكن إذا كنت بحاجة إلى فترة زمنية أطول ، فهذا ممكن.

Tellurium-128 هو نظير غير مستقر للعنصر 52 من الجدول الدوري ، وعمره النصف هو 2.2 * 10 ²⁴ سنة. هذا هو الأطول عمرا من بين جميع النظائر غير المستقرة. على الرغم من ، ربما هناك أكثر عمرا طويلا. ربما يكون الرصاص نفسه غير مستقر - فالكون لم يعد عمره كثيرًا حتى يمكن اكتشافه.

إذا كنت بحاجة إلى قياس الوقت ، فسيكون من الممكن استخدام النظام الشمسي. بالنسبة للأجسام الفيزيائية الفلكية ، فإن النجم النابض يناسب بشكل أفضل. وإذا ذهبت إلى مكان ما ، فخذ ذرات غير مستقرة معك. إذا كان بإمكانك إجراء الحسابات اللازمة ، يمكنك قياس الوقت بدقة. فقط أحضر العناصر الصحيحة مع عمر النصف الصحيح.

اسأل إيثان رقم 30: حساب المقاطع الطويلة من الوقت

More articles: