Pregúntele a Ethan No. 30: Contando largas secciones de tiempo
Aunque la amistad a veces parece eterna y supera todas las limitaciones naturales, esta emoción está en manos del tiempo más que otras.
- Robert Hugh Benson
El lector pregunta:Escribo ciencia ficción, hago el mundo y desarrollo un marco temporal de proporciones astronómicas basado en las propiedades del sistema solar. Sería genial escuchar tus pensamientos sobre esto.
Los sistemas astrofísicos resultan ser excelentes relojes naturales.Después de todo, esto es precisamente lo que usamos en la Tierra. La rotación diaria del planeta alrededor del eje indica el día, y la revolución en órbita alrededor del Sol es el año. Casi. Verán, técnicamente esto se llama año estelar o sideral: el tiempo que tarda la Tierra, el Sol y las estrellas fijas distantes en regresar exactamente a las mismas posiciones relativas. Pero nuestro calendario se basa en un año tropical, o el tiempo que lleva viajar de un equinoccio vernal a otro.
Estas dos definiciones son casi idénticas y difieren solo en un 0.07%, pero si ignora esta diferencia de 6 horas y 9 minutos anuales, cada 700 años el cambio de estaciones se revertirá. Y ahora solo tenemos la precesión de los equinoccios.
Durante largos períodos, tendrá que olvidarse del año y los días tropicales. La rotación de la Tierra y de todos los planetas está disminuyendo gradualmente debido a la interacción gravitacional con otras masas del sistema solar. Y la presencia de la Luna exacerba este proceso, ya que los días en la Tierra duraron de 6 a 8 horas hace cuatro mil millones de años, y después de otros 4 millones de años no necesitaremos años bisiestos.Por lo tanto, podríamos elegir como medida de tiempo el intervalo requerido para que el planeta haga una revolución en una órbita astronómica. ¿Pero por qué elegir la Tierra?
Tenemos ocho planetas, y sus períodos de órbita son los siguientes:Mercurio: 0, 241 años terrestres (1/4 años terrestres)Venus: 0.615 (5/8 añosterrestres ) Tierra: 1Marte: 1.889 (3 venusianos)Júpiter: 11, 8, el planeta más pesadoSaturno: 29.5 (2.5 Jupiterian)Urano: 84 (casi 3 Saturnian)Neptuno: 165 (2 Uranium)Sin embargo, no todos estos números son conocidos con suficiente precisión. Para planetas externos, se conocen con precisión solo hasta 2 o 3 dígitos después del punto decimal. Pero la medición del tiempo, basada en las propiedades del sistema solar, tiene limitaciones en precisión, duración y estabilidad. Resulta que hay un mejor reloj en el universo.
Los púlsares de milisegundos son el mejor reloj natural del famoso universo. Estas son las estrellas que colapsaron después de la explosión de supernova y se convirtieron en una estrella de neutrones. Durante miles de millones de años, su rotación se ha acelerado a velocidades ultrarrápidas: hacen una revolución en unos pocos milisegundos (al mismo tiempo, son objetos de masa comparables al Sol). Y desde sus polos salen chorros de ondas de radio.Cuando el jet se dirige directamente hacia nosotros, recibimos un pulso de ondas de radio, por eso lo llamamos púlsar. Los púlsares giratorios más rápidos pueden existir durante al menos miles de millones de años. El poseedor del récord de rotación de lo que conocemos hace más de 700 revoluciones por segundo.Este es también el reloj más preciso que encontramos. Son tan precisos que no cambian en un año o mil millones de años. Su precisión alcanza los microsegundos y dura décadas, es decir, podemos obtener una precisión de aproximadamente 10-15 .Solo los relojes atómicos más avanzados en la Tierra funcionan mejor que esto, y dado que los púlsares pueden existir durante miles de millones de años, es difícil contrarrestarlos. Pero, ¿y si necesitas algo más que esto? Hay tal cosa.
Bismuto. ¿Tuviste una tabla periódica en la infancia? Tuve cuando era niño, y recordé el bismuto, el elemento 83, porque era el elemento más pesado de los que no se descomponen. Todos los demás elementos más pesados que el bismuto se descompondrán en otros más ligeros. Algunos existen segundos o fracciones de segundo, algunos días, años, miles de años, millones y miles de millones. Pero el bismuto fue el más duro de los establos. Hasta 2003
El bismuto-209 es el elemento inestable y natural más longevo conocido por la humanidad. Su vida media es de aproximadamente 1.9 * 10 19 años, es decir, mil millones de veces la edad del universo.Por lo tanto, para calcular el tiempo transcurrido con precisión arbitraria, necesita un número arbitrario de átomos de bismuto-209:- átomos contados
- esperado cualquier cantidad de tiempo
- los conté de nuevo
Conociendo los principios de la descomposición, uno puede calcular el tiempo transcurrido. En 2010, se extrajeron alrededor de 8.900 toneladas de bismuto-209. La edad actual del universo es de 13.8 mil millones de años. Si tomamos la cantidad total de bismuto-209 y esperamos otros 13.8 mil millones de años, todavía tendríamos 8 899 999.9955 kg de bismuto-209. Y la precisión aquí está limitada solo midiendo la vida media y el número de átomos.Pero si necesita un período de tiempo aún más largo, entonces esto es posible.
El telurio-128 es un isótopo inestable del elemento 52 de la tabla periódica, y su vida media es de 2.2 * 10 24 años. Este es el más longevo de todos los isótopos inestables. Aunque, tal vez hay más de larga vida. Tal vez la misma pista será inestable: es solo que el Universo aún no tiene muchos años para poder descubrirlo.Si necesitara medir el tiempo, entonces sería bastante posible usar el sistema solar. Para los objetos astrofísicos, los púlsares encajarían mejor. Y si vas a algún lado, entonces lleva átomos inestables contigo. Si puede hacer los cálculos necesarios, puede medir con precisión el tiempo. Solo traiga los elementos correctos con la vida media correcta.Source: https://habr.com/ru/post/es384197/
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