دیدم که میگفتن اگه نسبیت عام رو درک نمی کردیم امروزه جی پی اس نداشتیم.
چرا؟ پارامتر مشترک اینا چیه؟ زمان؟ کجای ماجراست جاش؟ یا مکان ؟ یا چی؟
3 پسندیده
از هر نقطه روی زمین حداقل چهار ماهواره جی پی اس قابل مشاهده است. سیگنال های دریافتی از این ماهواره ها شامل اطلاعاتی مثل: زمان ارسال پیام و موقعیت هر ماهواره است که با انجام محاسبات، موقعیت جسم مورد نظر مشخص میشه. دقت موقعیت یابی جی پی اس حدود چندین متر و تاخیر زمانی در حد چند ثانیه است. برای رسیدن به همچین دقتی حتما بایستی تصحیحات مربوط به نسبیت در نظر گرفته شود.
چرا نسبیت؟ جالب هست که “نسبیت خاص” و “نسبیت عام” هر دو بر روی این تصحیحات اثر دارن:
از طرفی: ماهواره نسبت به ناظر زمینی در حال حرکت هست و همونطور که از نسبیت خاص مشخص میشه: ساعت ناظر در حال حرکت کندتر حرکت می کنه. به عنوان یه مثال: اگر ناظری با سرعت حرکت کنه و من ناظر ساکن باشم، در این حالت زمانی که معادل چند ثانیه بر من گذشته ، برای اون ناظر در حال حرکت ممکنه یک ثانیه باشه (بسته به سرعت ناظر متحرک).این نتیجه " نسبیت خاص " هست و به این صورت نمود پیدا می کنه که: اگر تصحیحات نسبیت خاص رو در نظر نگیریم ساعت ماهواره جی پی اس روزانه تقریبا 7 میکرو ثانیه عقب خواهد ماند.
از سوی دیگه: از نسبیت عام پیش بینی می کنه: فضا- زمان اطراف جسمی که جرم داره دچار خمش میشه. و هرچه این جسم پر جرم تر باشه میزان این انحنا بیشتر خواهد بود. به عبارت دیگه: زمین جرم داره و انحنای فضا زمان در مکان های نزدیک به سطح زمین بیشتر هست تا انحنای فضا- زمان در نقاط دورتر (محل قرار گرفتن ماهواره) و پیش بینی نسبیت برای این حالت این خواهد بود که: “ساعت هایی که نزدیک تر هستن به جسم پر جرم، کندتر کار می کنند” ( توصیف این حالت خیلی زیبا در فیلم “اینتر استلار” اومده) و بنابراین ساعت درون ماهواره جی پی اس از دید ناظر روی زمین، سریع تر حرکت می کنن. با توجه به این واقعیت محاسبات نشون میده که ساعت ماهواره بر اساس “نسبیت عام” حدود 45 میکرو ثانیه سریع تر کار خواهد کرد و روزانه 45 میکرو ثانیه جلو خواهد افتاد.
بر اساس این دو تصحیح نسبیتی، روزانه ساعت جی پی اس به 35 میکرو ثانیه تصحیح نیاز داره و باید روزانه 35 نانو ثانیه به عقب برگرده تا زمان صحیح و منطبق با ساعت زمینی ها باشه. اگر این تصحیحات نسبیتی (در حد میکرو ثانیه) اعمال نشود مکان یابی در حدود چندین کیلو متر خطا خواهد داشت. دقت مورد نیاز ساعت ها باید در حد نانو ثانیه باشد.
ارقام بیان شده برگرفته از: اینجا
آمار
3 پسندیده
هااااا فیزیکدان بزرگ 
کاش با زبان خودت می شرحیدیش
ساعت ناظر در حال حرکت کندتر حرکت می کنه.؟؟؟ چطوری؟ منظور عقربه های ساعته ؟!!!
فضا- زمان چی هست؟ چرا وسطشون خط تیره میذارن و نه “و” ؟
فرض کن الان شما اون ماهواره جی پی اس هستی و ما شما رو پرتاب می کنیم که برید و در مدار به دور زمین بگردید. در ابتدا ساعت هردوی ما زمان پرواز رو نشون میده (مثلا 12 ظهر). در این حالت من میخوام زمان شما رو بخونم در واقع اون چیزی که من از ساعت شما می خونم مقدار کمتری هست. من ساعتم الان 12:20 هست درحالی که ساعت شما 12:10 دقیقه رو به من نشون میده. یعنی زمان من و شما (از دید من) دیگه واحد نیست.پس من اگر بخوام با شما ساعتم رو هماهنگ کنم باید ساعت شما رو ده دقیقه بهش اضافه کنم و بعد محاسبات بعدی رو انجام بدم تا مکانم به دقت محاسبه بشه و جی پی اس دقت خوبی داشته باشه.
تصحیح دوم: ساعت من که به زمین نزدیک تر هستم (به دلیل جرم زمین) کندتر حرکت می کنه. یعنی اگر بخوام ساعت خودم و شما رو هماهنگ کنم و زمان رو بخونم (تا برای جی پی اس خطا پیش نیاد) : باید ساعت شما رو مقداری ازش کم کنم.
دو تا چیز باعث میشه اینجا زمان به درستی هماهنگ نشه:1- متفاوت بودن سرعت من و ماهواره 2- فاصله متفاوت من و ماهواره از زمین.
البته اگر بخوای بیشتر فیزیکش رو بفهمی کتاب “جهان در پوست گردو” ی هاوکینگ رو بخون.
3 پسندیده
یه مقدار مفهومش گنگه برای کسی که برای اولین بار با مفهوم فضا-زمان کار میکنه. دلیل بنیادی این به هم خوردن مفهوم کلاسیک اینه: فرض کنید که میخواید سرعت یه ماشین رو اندازه بگیرید. اگر روی زمین باشید و ماشین نسبت به شما حرکت کنه، فرق میکنه با وقتی که توی ماشین نشستید. ولی توی فیزیک سرعت نور توی همه جا یکسانه! واسه همین اندازه گیری ها توی سرعتهای مختلف به شکل خاصی عوض میشه (تبدیل لورنتس).
کلا با مفهوم زمان مشکل دارم. وقتی به یه جمله رسیدم در مورد یه کانال عبور دهنده ماده توی غشا سلولی. که میگفت عبور مواد از کانال بسته به پارامتره زمان هست. ولی خب اگه کانال جهش پیدا کنه چی؟
و مشکلات بعدی که یه چیزهایی خوندم که لینکاشو ندارم الان. .
در کل زمان پیچیده است خیلی درکش راحت نیست.
اما یه بخشهایی در مغز انسان میگن هست که مربوط به درک گذر زمان هست. ولی وقت نکردم بخونم ببینم با اون ساعت ریتمیک بدن حیوانات یکی هست یا بهم ربطی دارن یا چی؟ خیلی اطلاعات ندارم در کل