Kas maakeral ja kosmosel oleval kellaajal on vahet?


Vastus 1:

Aeg - nagu me seda teame - ei oma kosmoses tähtsust. See on inimlik kontseptsioon ja me kasutame seda sündmuste vahelise intervalli, liikuva objekti kiiruse ja nii edasi mõõtmiseks. Meie kasutatavad ühikud põhinevad Maa pöörlemisel selle teljel (päev 86 400 sekundit) ja selle orbiidil Päikese ümber (aasta 365,25 päeva). See tähendab, et olenemata sellest, kus inimesed on viibinud, ja loodame tulevikus sinna minna, saab ajaühikuid - „teist”, „päeva” ja „aastat” kasutada ainult seetõttu, et see on ainus „aeg”, mida me teame ja mõistame .

Kuigi ruumis toimub liikumine ja ruumis toimuvad sündmused, saame neid mõõta ainult meile tuttava „aja” abil - kuni on välja töötatud mõni muu mõõtmisviis. Tegelikult pole isegi päikesesüsteemi enda sees meie ajaühikud olulised. "Päev" elavhõbedal on 1400 meie "tundidest" ja Veenusel on see 2800 tundi, Marsil 25 tundi ja Kuul on "päev" 655 tundi. Parim kell Maa peal on mujal kasutu.

Praegu on universumis ainult üks „aeg“ - see on „Maa aeg“.


Vastus 2:

K: Milline on ajaline erinevus kosmose ja Maa vahel?

Erinevus on võib-olla lõpmatult varieeruv ja see sõltub sellest, kust te määratlete „tühiku“ alustamiseks. Vikipeedia andmetel ulatub kõige välimine kiht ehk Exosphere tehniliselt peaaegu 10 000 km-ni. Rahvusvaheline kosmosejaam (ISS) tiirleb aga 408 km kaugusel. Kas see on kosmoses või mitte?

Ajavahe määramisel on teil kaks tegurit: objekti kiirus ja tugeva gravitatsiooni lähedus. Gravitatsioonikaevus (maa peal) sügaval asuvate objektide puhul kulgeb aeg aeglasemalt kui kõrgemal asuvate objektide puhul. Kui aga objekti kiiruse suurenemine aeglustub, aeglustub aeg.

Nii et näiteks ISS-is kulgeb aeg aeglasemalt kui Maa peal. Ehkki see on 408 km üles (põhjustab aja kiiremat jooksmist), tiirleb ta ka Maa ümber kiirusel 28 800 km / h (põhjustab aeglasema jooksu). Kahe teguri liitmisel jookseb ISS päevas umbes 26,46 mikrosekundit (miljondikku sekundist) aeglasemalt kui Maa peal elavad inimesed. Robert Frost kirjutas üsna hea vastuse selle kohta, kuidas arvutada ISS-ile aja laienemist.

Kui liigume kaugemale, näiteks 20 000 km mööda seda, kus GPS-satelliidi tähtkuju tiirleb, näeme, et aeg jookseb kiiremini. Seal vähenenud raskusjõu tõttu töötab GPS-satelliit 45 mikrosekundit päevas kiiremini kui Maa pinnal. Kuid nad tiirlevad ka kiirusel 14 000 km / h, mis põhjustab aeglustumist 7 mikrosekundi võrra päevas võrreldes Maa peal istumisega. Selle tulemuseks on, et GSP satelliitide kellad töötavad 38 mikrosekundit päevas kiiremini kui siin Maa peal.

Kõike seda arvesse võttes on huvitav efekt, mis juhtub. Maa pinna lähedal põhjustab orbiidi jaoks vajalik kiirus aeglustumist rohkem kui vähenev gravitatsioon kiirendab asja. See juhtub seni, kuni jõuate 9500 km kõrgusele, kus need kaks teineteist välja tõrjuvad ja teil on täpselt sama aja kulg kui Maa pinnal. Liikuge kaugemale kui 9500 km ja orbitaalkiirus ei vähenda vähendatud raskusastmest tulenevat kiirust täielikult. Seega liigub GPS-kell kiiremini.

Kõik see toimub stabiilsete orbiitide idee all. Kui saaksite hõljuda ükskõik millisel kõrgusel Maa pinnast või kui lendaksite kiire laevaga väljapoole, siis oleks ajaerinevus erinev.


Vastus 3:

K: Milline on ajaline erinevus kosmose ja Maa vahel?

Erinevus on võib-olla lõpmatult varieeruv ja see sõltub sellest, kust te määratlete „tühiku“ alustamiseks. Vikipeedia andmetel ulatub kõige välimine kiht ehk Exosphere tehniliselt peaaegu 10 000 km-ni. Rahvusvaheline kosmosejaam (ISS) tiirleb aga 408 km kaugusel. Kas see on kosmoses või mitte?

Ajavahe määramisel on teil kaks tegurit: objekti kiirus ja tugeva gravitatsiooni lähedus. Gravitatsioonikaevus (maa peal) sügaval asuvate objektide puhul kulgeb aeg aeglasemalt kui kõrgemal asuvate objektide puhul. Kui aga objekti kiiruse suurenemine aeglustub, aeglustub aeg.

Nii et näiteks ISS-is kulgeb aeg aeglasemalt kui Maa peal. Ehkki see on 408 km üles (põhjustab aja kiiremat jooksmist), tiirleb ta ka Maa ümber kiirusel 28 800 km / h (põhjustab aeglasema jooksu). Kahe teguri liitmisel jookseb ISS päevas umbes 26,46 mikrosekundit (miljondikku sekundist) aeglasemalt kui Maa peal elavad inimesed. Robert Frost kirjutas üsna hea vastuse selle kohta, kuidas arvutada ISS-ile aja laienemist.

Kui liigume kaugemale, näiteks 20 000 km mööda seda, kus GPS-satelliidi tähtkuju tiirleb, näeme, et aeg jookseb kiiremini. Seal vähenenud raskusjõu tõttu töötab GPS-satelliit 45 mikrosekundit päevas kiiremini kui Maa pinnal. Kuid nad tiirlevad ka kiirusel 14 000 km / h, mis põhjustab aeglustumist 7 mikrosekundi võrra päevas võrreldes Maa peal istumisega. Selle tulemuseks on, et GSP satelliitide kellad töötavad 38 mikrosekundit päevas kiiremini kui siin Maa peal.

Kõike seda arvesse võttes on huvitav efekt, mis juhtub. Maa pinna lähedal põhjustab orbiidi jaoks vajalik kiirus aeglustumist rohkem kui vähenev gravitatsioon kiirendab asja. See juhtub seni, kuni jõuate 9500 km kõrgusele, kus need kaks teineteist välja tõrjuvad ja teil on täpselt sama aja kulg kui Maa pinnal. Liikuge kaugemale kui 9500 km ja orbitaalkiirus ei vähenda vähendatud raskusastmest tulenevat kiirust täielikult. Seega liigub GPS-kell kiiremini.

Kõik see toimub stabiilsete orbiitide idee all. Kui saaksite hõljuda ükskõik millisel kõrgusel Maa pinnast või kui lendaksite kiire laevaga väljapoole, siis oleks ajaerinevus erinev.