الفلك

تنسيق خط العالم محدودية

تنسيق خط العالم محدودية


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

إذا قمت بتتبع خط العالم لجسيمين إلى الوراء في الوقت المناسب ، وفقًا للنظرية الحالية ، فيجب أن يتقارب كلا الجسمين عند الانفجار العظيم.

هل سيصل كلا الجسمين إلى هناك في وقت واحد؟

طريقة أخرى لطرح السؤال:

هل هناك أي دليل يدعم فكرة "إدخال" مادة جديدة إلى الكون كتدفق مستمر ، على عكس كل شيء يأتي من فرادة في الزمان والمكان؟

سيكون التشابه من داخل الثقب الأسود. لكل جسيم في هذا التفرد ، سيكون لديهم جميعًا خط عالمي يبدأ من نفس الإحداثيات المكانية ، ولكن لن يتم "إدخال" الجسيمات في الثقب الأسود في وقت واحد. يمكنك المجادلة بأن الوقت لم يعد له معنى في الثقب الأسود ، لكن هذا صحيح فقط بالنسبة لـ "مراقب خارجي" في منطقتي.


تتولد الجسيمات وتتلف في كل وقت. هذا واضح بالنسبة للفوتونات ، ولكنه ينطبق أيضًا على الجسيمات الضخمة. اليوم ، معظم الجسيمات مستقرة وطويلة العمر ، ولكن بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم ، كان الكون ساخنًا جدًا لدرجة أن توليد الجسيمات وتدميرها كان في بعض equlibrium و الكل شاركت الجسيمات في هذه العملية (بالنسبة للفوتونات ، استمر هذا حتى حقبة إعادة التأين عند الانزياح الأحمر $ z sim1000 $. بالتأكيد لا يوجد جسيم موجود طوال الوقت منذ $ t = 0 $.


ما هو احتمال أن يكون الكون مسطحًا تمامًا؟

أشعر بالحيرة من الشكل ذي الحلزون على الكرة في رسالتك رقم 35. من فضلك اشرح بالكلمات ما هو المقصود من هذا تمثيله.

أشعر بالحيرة من الشكل ذي الحلزون على الكرة في رسالتك رقم 35. من فضلك اشرح بالكلمات ما هو المقصود من هذا تمثيله.

والمشكلة الحاسمة في منهجك هي أنه لا يمكنك استخدام حساب التفاضل والتكامل لوصف الحركة عبر حبيبات اللولب لأنه ليس لديك خريطة سلسة من الفضاء إلى نظام الإحداثي الخاص بك. لقد قطعت شوطًا طويلاً نحو تعطيل الأداة الوحيدة التي يمكنك استخدامها لوصف الأشياء تتحرك بمصطلحات رياضية صارمة. ولم تحقق هدفك في تحديد النقاط في 3 مسافات باستخدام رقمين لأنه من المستحيل القيام بذلك.

أتساءل لماذا تربط هذا المفهوم بموضوع هذا الموضوع؟

أتساءل لماذا تربط هذا المفهوم بموضوع هذا الموضوع؟

أتساءل لماذا تربط هذا المفهوم بموضوع هذا الموضوع؟

يمكن إظهار هذه المسافات & quot3 & quot رياضيًا على أنها الفراغات الكونية الوحيدة المتجانسة من الناحية المكانية والمتجانسة مكانيًا ، لكن الرياضيات (لمتجهات القتل) مناسبة لخيط له علامة & quotA & quot.

ينتج عن المزيد من المساحات إذا تم تخفيف أحد / كلا الحالتين.

لذا ، بغض النظر عن الانحناء العالمي محليًا ، يمكن أن يكون للكون مناطق صغيرة مثل كوننا المرئي والتي تكون منحنية بشكل إيجابي أو سلبي اعتمادًا على عدم التجانس المحلي؟

إذا كان هذا صحيحًا حتى الآن ، فهل سيؤدي نوع من المتوسط ​​على الانحناءات المحلية من حيث المبدأ إلى الانحناء العالمي؟ قد يعني ذلك أيضًا أنه حتى المعرفة الدقيقة بالانحناء المحلي لا تقدم أي دليل على الانحناء العالمي.

افتراض أن سؤال الاقتباس تمت الإجابة عليه & quot ؛ يشير إلى أن الكون المقابل هو ليس (للمقاييس الكبيرة) الخواص ومتجانسة. يعني ذلك ليس متوافق مع عالم GR.

ليس تماما. هذا يعني أنه إذا كان الكون بمقاييس كبيرة بما فيه الكفاية متناحي الخواص ومتجانسة ، & quot ؛ يجب أن يعني & quot ؛ & quot ؛ أكبر من كوننا المرئي & quot. إذا كان الكون لا نهائيًا من الناحية المكانية ، أو محدودًا من الناحية المكانية ولكن أكبر بكثير من كوننا المرئي ، فلن تكون هذه مشكلة من وجهة نظر النمذجة ، ولكن هذا يعني أننا لن نكون قادرين على اختبار افتراض التباين العالمي و التجانس مباشرة عن طريق الملاحظات ، لأن هذه تقتصر بالتعريف على كوننا المرئي.

أعتقد أن فريدمان كان يشير إلى هذا في ورقته البحثية عام 1924 حول إمكانية وجود عالم به انحناء سلبي ثابت للفضاء، هو أشار إلى:

& quot في الإشعار الحالي سيتضح أنه من الممكن بالفعل اشتقاق عالم به انحناء سالب ثابت للفضاء من معادلات آينشتاين العالمية.
[. ]
في نهاية هذا الإشعار ، سوف نتطرق إلى مسألة ما إذا كان يُسمح على الإطلاق بناءً على انحناء الفضاء بالحكم على محدوديته أو لانهائه.
[. ]
لقد أقنعنا أنفسنا أن معادلات أينشتاين العالمية تمتلك حلولًا تتوافق مع عالم به انحناء سلبي ثابت للفضاء. تشير هذه الحقيقة إلى أن المعادلات العالمية المأخوذة بمفردها ليست كافية لتقرير مسألة محدودية عالمنا. لا تعطينا معرفة انحناء الفضاء حتى الآن أي تلميح مباشر إلى نهايته أو لانهائه. للوصول إلى نتيجة محددة حول محدودية الفضاء ، يحتاج المرء إلى بعض الاتفاقات التكميلية.& مثل


محتويات

تم طرح الهندسة الريمانية لأول مرة بشكل عام من قبل برنارد ريمان في القرن التاسع عشر. إنه يتعامل مع مجموعة واسعة من الأشكال الهندسية التي تختلف خصائصها المترية من نقطة إلى أخرى ، بما في ذلك الأنواع القياسية للهندسة غير الإقليدية.

كل متشعب سلس يعترف بمقياس ريماني ، والذي يساعد غالبًا في حل مشاكل الهيكل التفاضلي. كما أنه يعمل كمستوى دخول للبنية الأكثر تعقيدًا من المشعبات الريمانية الزائفة ، والتي (في أربعة أبعاد) هي الأشياء الرئيسية لنظرية النسبية العامة. تشمل التعميمات الأخرى للهندسة الريمانية هندسة فينسلر.

يوجد تشابه وثيق للهندسة التفاضلية مع البنية الرياضية للعيوب في البلورات العادية. تؤدي الاضطرابات والانحرافات إلى حدوث التواءات وانحناءات. [2] [3]

توفر المقالات التالية بعض المواد التمهيدية المفيدة:

فيما يلي قائمة غير كاملة بأكثر النظريات الكلاسيكية في الهندسة الريمانية. يتم الاختيار حسب أهميته وأناقة صياغته. يمكن العثور على معظم النتائج في الدراسة الكلاسيكية التي كتبها جيف شيغر ود. إيبين (انظر أدناه).

الصيغ المقدمة بعيدة كل البعد عن الدقة أو الأكثر عمومية. هذه القائمة موجهة لأولئك الذين يعرفون بالفعل التعريفات الأساسية ويريدون معرفة ما تعنيه هذه التعريفات.

تحرير النظريات العامة

  1. نظرية جاوس - بونيه تكامل انحناء غاوس على مشعب ريماني مدمج ثنائي الأبعاد يساوي 2πχ (م) أين χ (م) يشير إلى خاصية أويلر الخاصة بـ م. هذه النظرية لها تعميم على أي مشعب ريماني مضغوط متساوي الأبعاد ، انظر نظرية غاوس بونيه المعممة.
  2. تضمين نظريات ناش. يذكرون أن كل مشعب ريماني يمكن تضمينه بشكل متساوي القياس في الفضاء الإقليديصن .

الهندسة في تعديل كبير

في جميع النظريات التالية ، نفترض بعض السلوك المحلي للفضاء (تتم صياغته عادةً باستخدام افتراض الانحناء) لاستخلاص بعض المعلومات حول الهيكل العام للفضاء ، بما في ذلك بعض المعلومات حول النوع الطوبولوجي للمشعب أو سلوك النقاط على مسافات "كبيرة بما فيه الكفاية".


محتويات

عادة ما يتم الإشارة إلى سرعة الضوء في الفراغ بأحرف صغيرة ج ، من أجل "ثابت" أو اللاتينية سيليريتاس (تعني "السرعة والسرعة"). في عام 1856 ، استخدم فيلهلم إدوارد ويبر ورودولف كولراوش ج لثابت مختلف تبين لاحقًا أنه يساوي √ ضعف سرعة الضوء في الفراغ. تاريخيا ، الرمز الخامس كرمز بديل لسرعة الضوء ، قدمه جيمس كلارك ماكسويل في عام 1865. في عام 1894 ، أعاد بول درود تعريف ج بمعناه الحديث. استخدم أينشتاين الخامس في أوراقه الأصلية باللغة الألمانية حول النسبية الخاصة في عام 1905 ، ولكن في عام 1907 انتقل إليها ج ، والتي أصبحت بحلول ذلك الوقت الرمز القياسي لسرعة الضوء. [7] [8]

بعض الأحيان ج يستخدم لسرعة الموجات في أي وسط مادي و ج 0 لسرعة الضوء في الفراغ. [9] هذا الترميز المكتوب ، الذي تم التصديق عليه في الأدبيات الرسمية للنظام الدولي للوحدات ، [10] له نفس شكل الثوابت الأخرى ذات الصلة: ميكرومتر0 لنفاذية الفراغ أو الثابت المغناطيسي ، ε0 لسماحية الفراغ أو الثابت الكهربائي ، و ض0 لمقاومة المساحة الحرة. تستخدم هذه المقالة ج حصريا لسرعة الضوء في الفراغ.

السرعة التي تنتشر بها موجات الضوء في الفراغ مستقلة عن حركة مصدر الموجة والإطار المرجعي بالقصور الذاتي للمراقب. [ملاحظة 5] هذا الثبات في سرعة الضوء افترضه أينشتاين في عام 1905 ، [6] بعد أن كان مدفوعًا بنظرية ماكسويل للكهرومغناطيسية وعدم وجود دليل على الأثير المضيء [16] ومنذ ذلك الحين تم تأكيده باستمرار من خلال العديد من التجارب . [ملاحظة 6] من الممكن فقط التحقق تجريبيًا من أن سرعة الضوء ثنائية الاتجاه (على سبيل المثال ، من المصدر إلى المرآة والعكس مرة أخرى) مستقلة عن الإطار ، لأنه من المستحيل قياس سرعة الاتجاه الواحد الضوء (على سبيل المثال ، من مصدر إلى كاشف بعيد) بدون بعض الاصطلاحات المتعلقة بكيفية مزامنة الساعات عند المصدر وعند الكاشف. ومع ذلك ، من خلال اعتماد مزامنة أينشتاين للساعات ، تصبح سرعة الضوء أحادية الاتجاه مساوية لسرعة الضوء ثنائية الاتجاه بحكم التعريف. [17] [18] النظرية النسبية الخاصة تستكشف نتائج هذا الثبات ج مع افتراض أن قوانين الفيزياء هي نفسها في جميع الأطر المرجعية بالقصور الذاتي. [19] [20] إحدى النتائج هي أن ج هي السرعة التي يجب أن تنتقل بها كل الجسيمات عديمة الكتلة والموجات ، بما في ذلك الضوء ، في الفراغ.

النسبية الخاصة لها العديد من الآثار المخالفة للحدس والتي تم التحقق منها تجريبياً. [21] وتشمل معادلة الكتلة والطاقة (ه = مولودية 2) ، تقلص الطول (تقصير الأجسام المتحركة) ، [ملاحظة 7] وتمدد الوقت (تعمل الساعات المتحركة ببطء أكثر). العامل γ والتي بموجبها تتقلص الأطوال وتتوسع الأوقات يُعرف بعامل لورنتز ويُعطى بواسطة γ = (1 − الخامس 2 /ج 2) −1/2 ، أين الخامس هي سرعة الجسم. الفرق من γ من 1 لا يكاد يذكر لسرعات أبطأ بكثير من ج، مثل معظم السرعات اليومية - وفي هذه الحالة يتم تقريب النسبية الخاصة من خلال النسبية الجاليلية - ولكنها تزداد عند السرعات النسبية وتتباعد إلى ما لا نهاية الخامس اقتراب ج. على سبيل المثال ، عامل تمدد الوقت γ = 2 تحدث بسرعة نسبية 86.6٪ من سرعة الضوء (الخامس = 0.866 ج). وبالمثل ، فإن عامل تمدد الوقت γ = 10 يحدث في الخامس = 99.5% ج.

يمكن تلخيص نتائج النسبية الخاصة من خلال معالجة المكان والزمان على أنهما هيكل موحد يعرف بالزمكان (مع ج المتعلقة بوحدات المكان والزمان) ، والمطالبة بأن ترضي النظريات الفيزيائية تناظرًا خاصًا يسمى ثبات لورنتز ، الذي تحتوي صيغته الرياضية على المعلمة ج. [24] ثبات لورنتز هو افتراض عالمي تقريبًا للنظريات الفيزيائية الحديثة ، مثل الديناميكا الكهربية الكمومية ، وديناميكا اللون الكمومية ، والنموذج القياسي لفيزياء الجسيمات ، والنسبية العامة. على هذا النحو ، المعلمة ج موجود في كل مكان في الفيزياء الحديثة ، ويظهر في العديد من السياقات التي لا علاقة لها بالضوء. على سبيل المثال ، تتنبأ النسبية العامة بذلك ج هي أيضًا سرعة الجاذبية وموجات الجاذبية. [25] [ملاحظة 8] في الأطر المرجعية غير بالقصور الذاتي (الزمكان المنحني جاذبيًا أو الأطر المرجعية المتسارعة) ، محلي سرعة الضوء ثابتة وتساوي ج، ولكن سرعة الضوء على طول مسار محدد الطول يمكن أن تختلف عن ج، اعتمادًا على كيفية تحديد المسافات والأوقات. [27]

من المفترض عمومًا أن الثوابت الأساسية مثل ج لها نفس القيمة في جميع أنحاء الزمكان ، مما يعني أنها لا تعتمد على الموقع ولا تختلف مع الوقت. ومع ذلك ، فقد تم اقتراح في نظريات مختلفة أن سرعة الضوء ربما تغيرت مع مرور الوقت. [28] [29] لم يتم العثور على دليل قاطع لمثل هذه التغييرات ، لكنها تظل موضوع البحث المستمر. [30] [31]

يُفترض أيضًا عمومًا أن سرعة الضوء متناحرة ، مما يعني أن لها نفس القيمة بغض النظر عن الاتجاه الذي يتم قياسها فيه. وضعت ملاحظات الانبعاثات من مستويات الطاقة النووية كدالة لاتجاه النوى المنبعثة في مجال مغناطيسي (انظر تجربة Hughes-Drever) ، والرنانات الضوئية الدوارة (انظر تجارب الرنان) حدودًا صارمة على الاتجاهين المحتملين تباين الخواص. [32] [33]

الحد الأعلى للسرعات

وفقًا للنسبية الخاصة ، طاقة الجسم مع كتلة الراحة م والسرعة الخامس اعطي من قبل γmc 2 ، أين γ هو عامل لورنتز المحدد أعلاه. متي الخامس هو صفر γ يساوي واحدًا ، مما أدى إلى ظهور المشاهير ه = مولودية 2 صيغة لمعادلة الكتلة والطاقة. ال γ عامل يقترب من اللانهاية الخامس اقتراب ج، وسوف يتطلب الأمر كمية لا حصر لها من الطاقة لتسريع جسم ذي كتلة إلى سرعة الضوء. سرعة الضوء هي الحد الأعلى لسرعات الأجسام ذات الكتلة السكونية الموجبة ، ولا يمكن للفوتونات الفردية أن تسافر أسرع من سرعة الضوء. [34] [35] [36] ثبت هذا بشكل تجريبي في العديد من اختبارات الطاقة النسبية والزخم. [37]

بشكل عام ، من المستحيل أن تنتقل الإشارات أو الطاقة أسرع من ج. تنبع إحدى الحجج من التضمين المضاد للحدس للنسبية الخاصة المعروفة باسم نسبية التزامن. إذا كانت المسافة المكانية بين الحدثين A و B أكبر من الفترة الزمنية بينهما مضروبة في ج ثم هناك أطر مرجعية يسبق فيها A B ، وأطر أخرى تسبق B ، وأطر أخرى تكون فيها متزامنة. نتيجة لذلك ، إذا كان شيء ما يسافر أسرع من ج بالنسبة للإطار المرجعي بالقصور الذاتي ، فإنه يسافر للخلف في الوقت المناسب بالنسبة لإطار آخر ، وسوف يتم انتهاك السببية. [الملاحظة 9] [39] في مثل هذا الإطار المرجعي ، يمكن ملاحظة "تأثير" قبل "سبب". لم يتم تسجيل مثل هذا الانتهاك للسببية أبدًا ، [18] وسيؤدي إلى مفارقات مثل الهاتف المضاد التكيوني. [40]

هناك مواقف قد يبدو فيها أن إشارة تحمل المادة أو الطاقة أو المعلومات تنتقل بسرعات أكبر من ج، ولكن لم يفعلوا ذلك. على سبيل المثال ، كما تمت مناقشته في انتشار الضوء في قسم متوسط ​​أدناه ، يمكن أن تتجاوز العديد من سرعات الموجة ج. على سبيل المثال ، يمكن أن تتجاوز سرعة طور الأشعة السينية عبر معظم النظارات بشكل روتيني ج، [41] لكن سرعة الطور لا تحدد السرعة التي تنقل بها الموجات المعلومات. [42]

إذا تم اجتياح شعاع الليزر بسرعة عبر جسم بعيد ، يمكن أن تتحرك بقعة الضوء أسرع من ج، على الرغم من تأخر الحركة الأولية للبقعة بسبب الوقت الذي يستغرقه الضوء للوصول إلى الجسم البعيد بسرعة ج. ومع ذلك ، فإن الكيانات المادية الوحيدة التي تتحرك هي الليزر وضوءه المنبعث ، والذي ينتقل بسرعة ج من الليزر إلى المواضع المختلفة للبقعة. وبالمثل ، يمكن جعل الظل المسقط على جسم بعيد يتحرك أسرع من ج، بعد تأخير في الوقت. [43] في كلتا الحالتين لا تنتقل أي مادة أو طاقة أو معلومات أسرع من الضوء. [44]

قد يكون لمعدل التغيير في المسافة بين كائنين في إطار مرجعي فيما يتعلق كلاهما يتحرك (سرعة إغلاقهما) قيمة تزيد عن ج. ومع ذلك ، فإن هذا لا يمثل سرعة أي جسم منفرد كما تم قياسه في إطار بالقصور الذاتي الفردي. [44]

يبدو أن بعض التأثيرات الكمية تنتقل على الفور وبالتالي أسرع من ج، كما في مفارقة EPR. يتضمن أحد الأمثلة الحالات الكمومية لجسيمين يمكن أن يكونا متشابكين. حتى يتم ملاحظة أي من الجسيمين ، فإنهما موجودان في تراكب لحالتين كميتين. إذا تم فصل الجسيمات وتم ملاحظة الحالة الكمومية لأحد الجسيمات ، يتم تحديد الحالة الكمومية للجسيم الآخر على الفور. ومع ذلك ، من المستحيل التحكم في الحالة الكمية التي سيأخذها الجسيم الأول عند ملاحظته ، لذلك لا يمكن نقل المعلومات بهذه الطريقة. [44] [45]

تأثير كمي آخر يتنبأ بحدوث سرعات أسرع من الضوء يسمى تأثير هارتمان: في ظل ظروف معينة يكون الوقت اللازم لجسيم افتراضي للنفق عبر الحاجز ثابتًا ، بغض النظر عن سمك الحاجز. [46] [47] قد يؤدي هذا إلى عبور جسيم افتراضي فجوة كبيرة أسرع من الضوء. ومع ذلك ، لا يمكن إرسال أي معلومات باستخدام هذا التأثير. [48]

يُرى ما يسمى بالحركة الفائقة في بعض الأجسام الفلكية ، [49] مثل النفاثات النسبية لمجرات الراديو والكوازارات. ومع ذلك ، فإن هذه النفاثات لا تتحرك بسرعات تزيد عن سرعة الضوء: فالحركة الفائقة الظاهرة هي تأثير إسقاط ناتج عن تحرك الأجسام بالقرب من سرعة الضوء وتقترب من الأرض بزاوية صغيرة على خط البصر: منذ الضوء التي انبعثت عندما كانت النفاثة بعيدة واستغرقت وقتًا أطول للوصول إلى الأرض ، والوقت بين ملاحظتين متتاليتين يتوافق مع وقت أطول بين اللحظات التي انبعثت فيها أشعة الضوء. [50]

في نماذج الكون المتوسع ، كلما كانت المجرات بعيدة عن بعضها البعض ، كلما تباعدت بشكل أسرع. هذا التراجع ليس بسبب الحركة عبر الفضاء ، بل إلى توسيع الفضاء نفسه [44] على سبيل المثال ، يبدو أن المجرات البعيدة عن الأرض تتحرك بعيدًا عن الأرض بسرعة تتناسب مع مسافاتها. خارج حدود تسمى كرة هابل ، يصبح المعدل الذي تزداد به المسافة عن الأرض أكبر من سرعة الضوء. [51]

في الفيزياء الكلاسيكية ، يوصف الضوء بأنه نوع من الموجات الكهرومغناطيسية. السلوك الكلاسيكي للمجال الكهرومغناطيسي موصوف بواسطة معادلات ماكسويل التي تتنبأ بالسرعة ج التي تنتشر بها الموجات الكهرومغناطيسية (مثل الضوء) في الفراغ مرتبطة بالسعة الموزعة ومحاثة الفراغ ، والمعروف على التوالي باسم الثابت الكهربائي ε0 والثابت المغناطيسي ميكرومتر0، بالمعادلة [52]

في فيزياء الكم الحديثة ، يتم وصف المجال الكهرومغناطيسي بواسطة نظرية الديناميكا الكهربية الكمية (QED). في هذه النظرية ، يوصف الضوء بالإثارات الأساسية (أو الكميات) للحقل الكهرومغناطيسي ، والتي تسمى الفوتونات. في QED ، الفوتونات هي جسيمات عديمة الكتلة ، وبالتالي ، وفقًا للنسبية الخاصة ، فإنها تسافر بسرعة الضوء في الفراغ.

تم النظر في امتدادات QED حيث يكون للفوتون كتلة. في مثل هذه النظرية ، ستعتمد سرعتها على ترددها ، والسرعة الثابتة ج عندئذ تكون النسبية الخاصة هي الحد الأعلى لسرعة الضوء في الفراغ. [27] لم يلاحظ أي تغير في سرعة الضوء مع التردد في الاختبارات الصارمة ، [53] [54] [55] مما يضع حدودًا صارمة لكتلة الفوتون. يعتمد الحد الذي تم الحصول عليه على النموذج المستخدم: إذا تم وصف الفوتون الضخم بواسطة نظرية بروكا ، [56] الحد الأعلى التجريبي لكتلته هو حوالي 10-57 جرامًا [57] إذا تم إنشاء كتلة الفوتون بواسطة آلية هيغز ، فإن التجربة التجريبية الحد الأعلى أقل حدة ، م ≤ 10 −14 فولت /ج 2 [56] (تقريبًا 2 × 10 −47 جم).

سبب آخر لتغير سرعة الضوء مع تردده هو فشل النسبية الخاصة في التطبيق على المقاييس الصغيرة بشكل تعسفي ، كما تنبأت بعض النظريات المقترحة عن الجاذبية الكمومية. في عام 2009 ، لم تجد مراقبة انفجار أشعة غاما GRB 090510 أي دليل على اعتماد سرعة الفوتون على الطاقة ، مما يدعم قيودًا صارمة في نماذج محددة لتكميم الزمكان حول كيفية تأثر هذه السرعة بطاقة الفوتون للطاقات التي تقترب من مقياس بلانك. [58]

في وسط

في الوسط ، لا ينتشر الضوء عادة بسرعة تساوي ج علاوة على ذلك ، ستنتقل أنواع مختلفة من الموجات الضوئية بسرعات مختلفة. تسمى السرعة التي تنتشر بها القمم والقيعان الفردية لموجة مستوية (موجة تملأ الفضاء بالكامل ، بتردد واحد فقط) سرعة الطور الخامسص. تنتقل الإشارة المادية ذات المدى المحدود (نبضة من الضوء) بسرعة مختلفة. ينتقل الجزء الأكبر من النبضة بسرعة المجموعة الخامسز، ويتحرك الجزء الأول منها بالسرعة الأمامية الخامسF.

تعد سرعة الطور مهمة في تحديد كيفية انتقال الموجة الضوئية عبر مادة ما أو من مادة إلى أخرى. غالبًا ما يتم تمثيله من حيث أ معامل الانكسار. يتم تعريف معامل الانكسار للمادة على أنه نسبة ج لسرعة المرحلة الخامسص في المادة: تشير مؤشرات الانكسار الأكبر إلى سرعات أقل. قد يعتمد معامل الانكسار للمادة على تردد الضوء أو شدته أو استقطابه أو اتجاه انتشاره في كثير من الحالات ، على الرغم من أنه يمكن معاملته على أنه ثابت يعتمد على المادة. يبلغ معامل انكسار الهواء حوالي 1.0003. [59] الوسائط الأكثر كثافة ، مثل الماء ، [60] الزجاج ، [61] والماس ، [62] لها مؤشرات انكسار تبلغ حوالي 1.3 ، 1.5 و 2.4 ، على التوالي ، للضوء المرئي. في المواد الغريبة مثل تكاثف بوز-آينشتاين بالقرب من الصفر المطلق ، قد تكون السرعة الفعالة للضوء بضعة أمتار فقط في الثانية. ومع ذلك ، فإن هذا يمثل تأخيرًا للامتصاص وإعادة الإشعاع بين الذرات ، كما تفعل جميعها أبطأ منج السرعات في المواد المادية. وكمثال صارخ على "تباطؤ" الضوء في المادة ، ادعى فريقان مستقلان من الفيزيائيين أنهما يوجهان الضوء إلى "الجمود التام" عن طريق تمريره عبر مكثف بوز-آينشتاين لعنصر روبيديوم. ومع ذلك ، فإن الوصف الشائع للضوء الذي يتم "إيقافه" في هذه التجارب يشير فقط إلى الضوء الذي يتم تخزينه في الحالات المثارة للذرات ، ثم يعاد إرساله في وقت لاحق بشكل تعسفي ، كما يتم تحفيزه بواسطة نبضة ليزر ثانية. خلال الوقت الذي "توقف" فيه ، لم يعد خفيفًا. هذا النوع من السلوك صحيح بشكل عام مجهريًا لجميع الوسائط الشفافة التي "تبطئ" سرعة الضوء. [63]

في المواد الشفافة ، يكون معامل الانكسار بشكل عام أكبر من 1 ، مما يعني أن سرعة الطور أقل من ج. في مواد أخرى ، من الممكن أن يصبح معامل الانكسار أصغر من 1 بالنسبة لبعض الترددات في بعض المواد الغريبة ، بل إنه من الممكن أن يصبح معامل الانكسار سالبًا. [64] شرط عدم انتهاك السببية يعني ضمناً أن الأجزاء الحقيقية والخيالية من ثابت العزل الكهربائي لأي مادة ، المقابلة على التوالي لمؤشر الانكسار ومعامل التوهين ، مرتبطة بعلاقات كرامر-كروني. [65] من الناحية العملية ، هذا يعني أنه في مادة ذات معامل انكسار أقل من 1 ، يكون امتصاص الموجة سريعًا جدًا بحيث لا يمكن إرسال أي إشارة أسرع من ج.

النبضة ذات السرعات المختلفة للمجموعة والطور (والتي تحدث إذا لم تكن سرعة الطور هي نفسها لجميع ترددات النبضة) مع مرور الوقت ، وهي عملية تعرف باسم التشتت. تحتوي بعض المواد على سرعة مجموعة منخفضة بشكل استثنائي (أو حتى صفر) لموجات الضوء ، وهي ظاهرة تسمى الضوء البطيء ، والتي تم تأكيدها في تجارب مختلفة. [66] [67] [68] [69] في المقابل ، تتجاوز سرعات المجموعة ج، تم عرضه أيضًا في التجربة. [70] حتى أنه من الممكن أن تصبح سرعة المجموعة غير محدودة أو سلبية ، مع انتقال النبضات بشكل فوري أو للخلف في الوقت المناسب. [71]

ومع ذلك ، لا يسمح أي من هذه الخيارات بنقل المعلومات بشكل أسرع من ج. من المستحيل نقل المعلومات بنبضة ضوئية أسرع من سرعة الجزء الأول من النبض (السرعة الأمامية). يمكن إثبات أن هذا (وفقًا لافتراضات معينة) يساوي دائمًا ج. [71]

من الممكن أن ينتقل الجسيم عبر وسيط أسرع من سرعة طور الضوء في ذلك الوسط (ولكن لا يزال أبطأ من ج). عندما يقوم جسيم مشحون بذلك في مادة عازلة للكهرباء ، ينبعث المكافئ الكهرومغناطيسي لموجة الصدمة ، المعروفة باسم إشعاع Cherenkov. [72]

تعتبر سرعة الضوء ذات صلة بالاتصالات: فوقت التأخير في اتجاه واحد وذهابًا وإيابًا أكبر من الصفر. وهذا ينطبق من المقاييس الصغيرة إلى المقاييس الفلكية. من ناحية أخرى ، تعتمد بعض التقنيات على السرعة المحدودة للضوء ، على سبيل المثال في قياسات المسافة.

المقاييس الصغيرة

في أجهزة الكمبيوتر العملاقة ، تفرض سرعة الضوء حدًا لمدى سرعة إرسال البيانات بين المعالجات. إذا كان المعالج يعمل بسرعة 1 جيجاهيرتز ، فيمكن للإشارة أن تنتقل فقط بحد أقصى 30 سم (1 قدم) في دورة واحدة. لذلك يجب وضع المعالجات بالقرب من بعضها البعض لتقليل فترات انتقال الاتصال التي يمكن أن تسبب صعوبة في التبريد. إذا استمرت ترددات الساعة في الزيادة ، فإن سرعة الضوء ستصبح في النهاية عاملاً مقيدًا للتصميم الداخلي للرقائق الفردية. [73] [74]

مسافات شاسعة على الأرض

بالنظر إلى أن المحيط الاستوائي للأرض يبلغ حوالي 40 075 كم وذلك ج حوالي 300000 كم / ثانية ، أقصر وقت نظري لقطع المعلومات للسفر نصف الكرة الأرضية على طول السطح هو حوالي 67 مللي ثانية. عندما ينتقل الضوء حول الكرة الأرضية في ألياف ضوئية ، يكون وقت العبور الفعلي أطول ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن سرعة الضوء أبطأ بنحو 35٪ في الألياف الضوئية ، اعتمادًا على معامل الانكسار. ن. [Note 10] علاوة على ذلك ، نادرًا ما تحدث الخطوط المستقيمة في حالات الاتصالات العالمية ، ويتم إنشاء تأخيرات عندما تمر الإشارة عبر مفتاح إلكتروني أو مُجدد إشارة. [76]

رحلات الفضاء وعلم الفلك

وبالمثل ، فإن الاتصالات بين الأرض والمركبات الفضائية ليست فورية. هناك تأخير قصير من المصدر إلى جهاز الاستقبال ، والذي يصبح أكثر وضوحًا مع زيادة المسافات. كان هذا التأخير مهمًا للاتصالات بين التحكم الأرضي وأبولو 8 عندما أصبحت أول مركبة فضائية مأهولة تدور حول القمر: لكل سؤال ، كان على محطة التحكم الأرضية الانتظار ثلاث ثوانٍ على الأقل حتى تصل الإجابة. [77] يمكن أن يتفاوت تأخير الاتصالات بين الأرض والمريخ من خمس إلى عشرين دقيقة اعتمادًا على المواقع النسبية لكوكبين. [78] نتيجة لذلك ، إذا واجه إنسان آلي على سطح المريخ مشكلة ، فلن يكون المتحكمون البشريون على علم بها إلا بعد خمس دقائق على الأقل ، وربما يستغرق الأمر ما يصل إلى عشرين دقيقة بعد ذلك خمس إلى عشرين دقيقة أخرى للحصول على تعليمات للسفر من الأرض إلى المريخ.

قد يستغرق استقبال الضوء والإشارات الأخرى من مصادر فلكية بعيدة وقتًا أطول. على سبيل المثال ، استغرق الضوء 13 مليار (13 × 10 9) سنة للسفر إلى الأرض من المجرات البعيدة التي شوهدت في صور Hubble Ultra Deep Field. [79] [80] هذه الصور ، التي التقطت اليوم ، تلتقط صورًا للمجرات كما ظهرت قبل 13 مليار سنة ، عندما كان عمر الكون أقل من مليار سنة. [79] حقيقة أن الأجسام البعيدة تبدو أصغر سنا ، بسبب السرعة المحدودة للضوء ، تسمح لعلماء الفلك باستنتاج تطور النجوم والمجرات والكون نفسه.

يتم التعبير عن المسافات الفلكية أحيانًا بالسنوات الضوئية ، خاصة في المنشورات العلمية الشعبية ووسائل الإعلام. [81] السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة ، حوالي 9461 مليار كيلومتر ، 5879 مليار ميل ، أو 0.3066 فرسخ فلكي. في الأرقام المستديرة ، تبلغ سنة ضوئية ما يقرب من 10 تريليون كيلومتر أو ما يقرب من 6 تريليون ميل. يبعد بروكسيما سنتوري ، أقرب نجم إلى الأرض بعد الشمس ، حوالي 4.2 سنة ضوئية. [82]

قياس المسافة

تقيس أنظمة الرادار المسافة إلى الهدف بالوقت الذي تستغرقه نبضة الموجة الراديوية للعودة إلى هوائي الرادار بعد أن ينعكس الهدف: المسافة إلى الهدف هي نصف وقت العبور ذهابًا وإيابًا مضروبًا في سرعة الضوء . يقيس جهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المسافة بينه وبين الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بناءً على المدة التي يستغرقها وصول إشارة الراديو من كل قمر صناعي ، ومن هذه المسافات يحسب موقع المستقبل. نظرًا لأن الضوء ينتقل حوالي 300000 كيلومتر (186000 ميل) في ثانية واحدة ، يجب أن تكون قياسات أجزاء صغيرة من الثانية دقيقة للغاية. تحدد تجربة المدى بالليزر القمري وعلم الفلك الراداري وشبكة الفضاء السحيق المسافات إلى القمر ، [83] الكواكب [84] والمركبات الفضائية ، [85] على التوالي ، عن طريق قياس أوقات العبور ذهابًا وإيابًا.

تداول عالي التردد

أصبحت سرعة الضوء مهمة في التداول عالي التردد ، حيث يسعى المتداولون إلى اكتساب مزايا دقيقة من خلال تقديم تداولاتهم إلى البورصات بأجزاء من الثانية متقدمين على المتداولين الآخرين. على سبيل المثال ، كان التجار يتحولون إلى اتصالات الميكروويف بين محاور التداول ، بسبب الميزة التي تنتقل بها الموجات الدقيقة التي تنتقل بسرعة قريبة من سرعة الضوء في الهواء لديها عبر إشارات الألياف البصرية ، والتي تنتقل بنسبة 30-40٪ أبطأ. [86] [87]

هناك طرق مختلفة لتحديد قيمة ج. تتمثل إحدى الطرق في قياس السرعة الفعلية التي تنتشر بها موجات الضوء ، والتي يمكن إجراؤها في العديد من الإعدادات الفلكية والأرضية. ومع ذلك ، من الممكن أيضًا تحديد ج من قوانين فيزيائية أخرى حيث تظهر ، على سبيل المثال ، من خلال تحديد قيم الثوابت الكهرومغناطيسية ε0 و ميكرومتر0 واستخدام علاقتهم بـ ج. تاريخيًا ، تم الحصول على أكثر النتائج دقة من خلال التحديد المنفصل لتردد الحزمة الضوئية وطولها الموجي ، مع تساوي ناتجها ج. [ بحاجة لمصدر ]

القياسات الفلكية

يعد الفضاء الخارجي مكانًا مناسبًا لقياس سرعة الضوء نظرًا لحجمه الكبير وفراغه المثالي تقريبًا. عادة ، يقيس المرء الوقت اللازم للضوء لاجتياز بعض المسافة المرجعية في النظام الشمسي ، مثل نصف قطر مدار الأرض. تاريخيًا ، يمكن إجراء مثل هذه القياسات بدقة إلى حد ما ، مقارنة بمدى دقة معرفة طول المسافة المرجعية في الوحدات الأرضية. من المعتاد التعبير عن النتائج بوحدات فلكية (AU) يوميًا.

استخدم أولي كريستنسن رومر قياسًا فلكيًا لعمل أول تقدير كمي لسرعة الضوء في عام 1676. [89] [90] عند القياس من الأرض ، تكون فترات الأقمار التي تدور حول كوكب بعيد أقصر عندما تقترب الأرض من الكوكب مما كانت عليه عندما تنحسر الأرض عنه. تكون المسافة التي يقطعها الضوء من الكوكب (أو قمره) إلى الأرض أقصر عندما تكون الأرض في نقطة في مدارها وهي الأقرب إلى كوكبها مما هي عليه عندما تكون الأرض في أبعد نقطة في مدارها ، الفرق في المسافة كونه قطر مدار الأرض حول الشمس. يحدث التغيير الملحوظ في الفترة المدارية للقمر بسبب الاختلاف في الوقت الذي يستغرقه الضوء لاجتياز المسافة الأقصر أو الأطول. لاحظ رومر هذا التأثير بالنسبة لقمر المشتري الأعمق Io واستنتج أن الضوء يستغرق 22 دقيقة لعبور قطر مدار الأرض.

طريقة أخرى هي استخدام انحراف الضوء ، الذي اكتشفه وشرحه جيمس برادلي في القرن الثامن عشر. [91] ينتج هذا التأثير عن إضافة المتجه لسرعة الضوء القادم من مصدر بعيد (مثل نجم) وسرعة مراقبه (انظر الرسم البياني على اليمين). وهكذا يرى المراقب المتحرك الضوء قادمًا من اتجاه مختلف قليلاً وبالتالي يرى المصدر في موضع متحرك من موضعه الأصلي. نظرًا لأن اتجاه سرعة الأرض يتغير باستمرار مع دوران الأرض حول الشمس ، فإن هذا التأثير يتسبب في تحرك الموقع الظاهر للنجوم. من الاختلاف الزاوي في موقع النجوم (بحد أقصى 20.5 ثانية قوسية) [92] من الممكن التعبير عن سرعة الضوء من حيث سرعة الأرض حول الشمس ، والتي بطول عام معروف يمكن تحويلها إلى الوقت بحاجة للسفر من الشمس إلى الأرض. في عام 1729 ، استخدم برادلي هذه الطريقة لاشتقاق أن الضوء ينتقل بسرعة 10210 مرة أسرع من الأرض في مداره (الرقم الحديث أسرع بـ 10 066 مرة) أو ، على نحو مكافئ ، أن الضوء سيستغرق 8 دقائق و 12 ثانية للانتقال من الشمس على الأرض. [91]

وحدة فلكية

الوحدة الفلكية (AU) هي تقريبًا متوسط ​​المسافة بين الأرض والشمس. تم إعادة تعريفه في عام 2012 ليكون بالضبط 149597870700 م. [93] [94] في السابق لم يكن الاتحاد الأفريقي قائمًا على النظام الدولي للوحدات ولكن من حيث قوة الجاذبية التي تمارسها الشمس في إطار الميكانيكا الكلاسيكية. [ملاحظة 11] يستخدم التعريف الحالي القيمة الموصى بها بالأمتار للتعريف السابق للوحدة الفلكية ، والتي تم تحديدها بالقياس. [93] إعادة التعريف هذه مشابهة للمقياس ولها تأثير أيضًا في تثبيت سرعة الضوء بقيمة دقيقة بوحدات فلكية في الثانية (عن طريق السرعة الدقيقة للضوء بالأمتار في الثانية).

سابقًا ، كان معكوس ج معبرًا عنها بالثواني لكل وحدة فلكية تم قياسها من خلال مقارنة وقت وصول الإشارات الراديوية إلى المركبات الفضائية المختلفة في النظام الشمسي ، مع حساب موقعها من تأثيرات الجاذبية للشمس والكواكب المختلفة. من خلال الجمع بين العديد من هذه القياسات ، يمكن الحصول على أفضل قيمة مناسبة لوقت الضوء لكل وحدة مسافة. على سبيل المثال ، في عام 2009 ، كان أفضل تقدير ، كما وافق عليه الاتحاد الفلكي الدولي (IAU) ، هو: [96] [97] [98]

وقت الضوء لمسافة الوحدة: رau = 499.004783836 (10) ث ج = 0.002003988804 10 (4) AU / s = 173.144 632674 (3) AU / يوميًا.

عدم اليقين النسبي في هذه القياسات هو 0.02 جزء في المليار (2 × 10 11) ، وهو ما يعادل عدم اليقين في قياسات الطول على أساس الأرض عن طريق قياس التداخل. [99] نظرًا لتعريف العداد بأنه الطول الذي يقطعه الضوء في فترة زمنية معينة ، يمكن أيضًا تفسير قياس وقت الضوء من حيث التعريف السابق للوحدة الفلكية على أنه قياس طول وحدة فلكية (قديم) التعريف) بالأمتار. [الملاحظة 12]

وقت تقنيات الطيران

تتمثل إحدى طرق قياس سرعة الضوء في قياس الوقت اللازم للضوء للانتقال إلى المرآة على مسافة معروفة والعودة. هذا هو مبدأ العمل وراء جهاز Fizeau – Foucault الذي طوره Hippolyte Fizeau و Léon Foucault. [ بحاجة لمصدر ]

يتكون الإعداد المستخدم بواسطة Fizeau من شعاع من الضوء موجه إلى مرآة على بعد 8 كيلومترات (5 ميل). في الطريق من المصدر إلى المرآة ، تمر الحزمة من خلال عجلة مسننة دوارة. عند معدل دوران معين ، تمر الحزمة عبر فجوة واحدة في طريق الخروج وأخرى في طريق العودة ، ولكن بمعدلات أعلى أو أقل قليلاً ، تضرب الحزمة السن ولا تمر عبر العجلة. معرفة المسافة بين العجلة والمرآة ، وعدد الأسنان الموجودة على العجلة ، ومعدل الدوران ، يمكن حساب سرعة الضوء. [100]

طريقة فوكو تستبدل العجلة المسننة بمرآة دوارة. نظرًا لأن المرآة تستمر في الدوران بينما ينتقل الضوء إلى المرآة البعيدة والعودة إلى الخلف ، ينعكس الضوء من المرآة الدوارة بزاوية مختلفة في طريقها للخارج عما هي عليه في طريق العودة. من هذا الاختلاف في الزاوية ، يمكن حساب سرعة الدوران المعروفة والمسافة إلى المرآة البعيدة سرعة الضوء. [101]

في الوقت الحاضر ، باستخدام راسمات الذبذبات بدقة زمنية أقل من نانوثانية واحدة ، يمكن قياس سرعة الضوء مباشرة عن طريق توقيت تأخير نبضة الضوء من الليزر أو LED المنعكس من المرآة. هذه الطريقة أقل دقة (مع وجود أخطاء بنسبة 1٪) من التقنيات الحديثة الأخرى ، ولكنها تستخدم أحيانًا كتجربة معملية في فصول الفيزياء الجامعية. [102] [103] [104]

الثوابت الكهرومغناطيسية

خيار للاشتقاق ج التي لا تعتمد بشكل مباشر على قياس انتشار الموجات الكهرومغناطيسية هو استخدام العلاقة بين ج وسماحية الفراغ ε0 ونفاذية الفراغ ميكرومتر0 أنشأتها نظرية ماكسويل: ج 2 = 1/(ε0ميكرومتر0). يمكن تحديد سماحية الفراغ عن طريق قياس سعة المكثف وأبعاده ، بينما يتم تثبيت قيمة نفاذية الفراغ عند 4π × 10 −7 H⋅m −1 بالضبط من خلال تعريف الأمبير. استخدمت روزا ودورسي هذه الطريقة في عام 1907 لإيجاد قيمة 299710 ± 22 كم / ثانية. [105] [106]

صدى التجويف

طريقة أخرى لقياس سرعة الضوء هي قياس التردد بشكل مستقل F والطول الموجي λ لموجة كهرومغناطيسية في الفراغ. قيمة ال ج يمكن بعد ذلك العثور عليها باستخدام العلاقة ج = . أحد الخيارات هو قياس تردد الرنين لمرنان التجويف. إذا كانت أبعاد تجويف الرنين معروفة أيضًا ، فيمكن استخدامها لتحديد الطول الموجي للموجة. في عام 1946 ، أنشأ لويس إيسن و إيه سي جوردون سميث التردد لمجموعة متنوعة من الأنماط العادية لأفران الميكروويف في تجويف الميكروويف بأبعاد معروفة بدقة. تم تحديد الأبعاد بدقة تبلغ حوالي ± 0.8 ميكرومتر باستخدام مقاييس تمت معايرتها بواسطة قياس التداخل. [105] نظرًا لأن الطول الموجي للأنماط كان معروفًا من هندسة التجويف ومن النظرية الكهرومغناطيسية ، فإن معرفة الترددات المرتبطة بها مكنت من حساب سرعة الضوء. [105] [107]

كانت نتيجة Essen-Gordon-Smith ، 299792 ± 9 كم / ثانية ، أكثر دقة بكثير من تلك التي تم العثور عليها بواسطة التقنيات البصرية. [105] بحلول عام 1950 ، أثبتت القياسات المتكررة بواسطة إيسن أن نتيجة 299792.5 ± 3.0 كم / ثانية [108]

من الممكن تقديم عرض منزلي لهذه التقنية ، باستخدام فرن ميكروويف وطعام مثل أعشاب من الفصيلة الخبازية أو السمن النباتي: إذا تمت إزالة القرص الدوار بحيث لا يتحرك الطعام ، فسيتم طهيه بأسرع وقت في العقد العكسية (النقاط التي عندها اتساع الموجة هو الأعظم) ، حيث سيبدأ في الذوبان.المسافة بين نقطتين من هذا القبيل هي نصف الطول الموجي للموجات الدقيقة عن طريق قياس هذه المسافة وضرب الطول الموجي في تردد الميكروويف (عادة ما يتم عرضه على الجزء الخلفي من الفرن ، عادة 2450 ميجاهرتز) ، قيمة ج يمكن حسابها "غالبًا مع خطأ أقل من 5٪". [109] [110]

قياس التداخل

قياس التداخل هو طريقة أخرى لإيجاد الطول الموجي للإشعاع الكهرومغناطيسي لتحديد سرعة الضوء. [ملاحظة 13] شعاع ضوئي متماسك (على سبيل المثال من الليزر) بتردد معروف (F) ، يتم تقسيمها لاتباع مسارين ثم إعادة تجميعها. من خلال ضبط طول المسار مع ملاحظة نمط التداخل وقياس التغير في طول المسار بعناية ، الطول الموجي للضوء (λ) يمكن تحديده. ثم يتم حساب سرعة الضوء باستخدام المعادلة ج = λ و.

قبل ظهور تقنية الليزر ، تم استخدام مصادر الراديو المتماسكة لقياسات التداخل لسرعة الضوء. [112] ومع ذلك ، فإن تحديد قياس التداخل لطول الموجة يصبح أقل دقة مع الطول الموجي ، وبالتالي فإن التجارب كانت محدودة في الدقة بسبب الطول الموجي الطويل (

4 مم (0.16 بوصة)) من الموجات الراديوية. يمكن تحسين الدقة باستخدام ضوء بطول موجي أقصر ، ولكن بعد ذلك يصبح من الصعب قياس تردد الضوء بشكل مباشر. تتمثل إحدى طرق حل هذه المشكلة في البدء بإشارة منخفضة التردد يمكن قياس التردد بدقة ، ومن هذه الإشارة ، يتم بشكل تدريجي توليف إشارات التردد الأعلى التي يمكن بعد ذلك ربط ترددها بالإشارة الأصلية. يمكن بعد ذلك قفل الليزر بالتردد ، ويمكن تحديد طوله الموجي باستخدام قياس التداخل. [113] كانت هذه التقنية بسبب مجموعة في المكتب الوطني للمعايير (NBS) (التي أصبحت فيما بعد NIST). استخدموه في عام 1972 لقياس سرعة الضوء في الفراغ مع عدم اليقين الجزئي 3.5 × 10 9. [113] [114]

تاريخ قياسات ج (بالكيلومتر / ثانية)
& LT1638 جاليليو ، فوانيس مغطاة غير حاسم [115] [116] [117]: 1252 [الملاحظة 14]
& lt1667 Accademia del Cimento ، فوانيس مغطاة غير حاسم [117]: 1253 [118]
1675 Rømer و Huygens ، أقمار كوكب المشتري 220 000 [90] [119] ‒ 27٪ خطأ
1729 جيمس برادلي ، انحراف الضوء 301 000 [100] + 0.40٪ خطأ
1849 هيبوليت فيزو ، عجلة مسننة 315 000 [100] + 5.1٪ خطأ
1862 ليون فوكو ، مرآة دوارة 298 000 ± 500 [100] ‒0.60٪ خطأ
1907 روزا ودورسي ، ثوابت EM 299 710 ± 30 [105] [106] ‒ 280 جزء في المليون خطأ
1926 ألبرت أ.ميشيلسون ، مرآة دوارة 299 796 ± 4 [120] +12 جزء في المليون خطأ
1950 إيسن وجوردون سميث ، مرنان التجويف 299 792 .5 ± 3.0 [108] +0.14 جزء في المليون خطأ
1958 ك. قياس التداخل الراديوي 299 792 .50 ± 0.10 [112] +0.14 جزء في المليون خطأ
1972 إيفنسون وآخرون.، قياس التداخل بالليزر 299 792 .4562 ± 0.0011 [114] ‒ 0.006 جزء في المليون خطأ
1983 17 CGPM تعريف العداد 299 792 458 (بالضبط) [88] بالضبط ، كما هو محدد

حتى بداية العصر الحديث ، لم يكن معروفًا ما إذا كان الضوء ينتقل على الفور أم بسرعة محدودة للغاية. كان أول فحص مسجل موجود لهذا الموضوع في اليونان القديمة. ناقش الإغريق القدماء والعلماء المسلمون والعلماء الأوروبيون الكلاسيكيون هذا الأمر منذ فترة طويلة حتى قدم رومر أول حساب لسرعة الضوء. خلصت نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين إلى أن سرعة الضوء ثابتة بغض النظر عن الإطار المرجعي للفرد. منذ ذلك الحين ، قدم العلماء قياسات دقيقة بشكل متزايد.

التاريخ المبكر

كان إمبيدوكليس (490-430 قبل الميلاد) أول من اقترح نظرية الضوء [121] وادعى أن للضوء سرعة محدودة. [122] أكد أن الضوء كان شيئًا ما في حالة حركة ، وبالتالي يجب أن يستغرق بعض الوقت للسفر. جادل أرسطو ، على العكس من ذلك ، بأن "الضوء ناتج عن وجود شيء ما ، لكنه ليس حركة". [123] قام إقليدس وبطليموس بتطوير نظرية انبعاث الرؤية لإمبيدوكليس ، حيث ينبعث الضوء من العين ، مما يتيح الرؤية. بناءً على هذه النظرية ، جادل مالك الحزين في الإسكندرية بأن سرعة الضوء يجب أن تكون غير محدودة لأن الأجسام البعيدة مثل النجوم تظهر فور فتح العينين. [124] اتفق الفلاسفة الإسلاميون الأوائل في البداية مع وجهة النظر الأرسطية بأن الضوء ليس له سرعة انتقال. في عام 1021 ، نشر الهيثم (ابن الهيثم) كتاب البصريات، حيث قدم سلسلة من الحجج التي ترفض نظرية انبعاث الرؤية لصالح نظرية الانطواء المقبولة الآن ، والتي يتحرك فيها الضوء من جسم ما إلى العين. [125] أدى هذا إلى اقتراح ابن الهيثم أن الضوء يجب أن يكون له سرعة محدودة ، [123] [126] [127] وأن سرعة الضوء متغيرة ، وتتناقص في الأجسام الأكثر كثافة. [127] [128] جادل بأن الضوء مادة جوهرية ، يتطلب انتشارها وقتًا ، حتى لو كان هذا مخفيًا عن حواسنا. [129] وفي القرن الحادي عشر أيضًا ، وافق أبو ريحان البيروني على أن الضوء له سرعة محدودة ، ولاحظ أن سرعة الضوء أسرع بكثير من سرعة الصوت. [130]

في القرن الثالث عشر ، جادل روجر بيكون في أن سرعة الضوء في الهواء ليست لانهائية ، وذلك باستخدام الحجج الفلسفية التي يدعمها كتابات ابن الهيثم وأرسطو. [131] [132] في سبعينيات القرن التاسع عشر ، اعتبر ويتلو إمكانية انتقال الضوء بسرعة غير محدودة في الفراغ ، لكنه يتباطأ في الأجسام الأكثر كثافة. [133]

في أوائل القرن السابع عشر ، اعتقد يوهانس كيبلر أن سرعة الضوء لا حصر لها لأن الفضاء الفارغ لا يمثل عقبة أمامها. جادل رينيه ديكارت أنه إذا كانت سرعة الضوء محدودة ، فستكون الشمس والأرض والقمر خارج المحاذاة بشكل ملحوظ خلال خسوف القمر. نظرًا لعدم ملاحظة هذا الاختلال في المحاذاة ، خلص ديكارت إلى أن سرعة الضوء لا نهائية. تكهن ديكارت بأنه إذا تم اكتشاف أن سرعة الضوء محدودة ، فقد يتم هدم نظامه الفلسفي بأكمله. [123] في اشتقاق ديكارت لقانون سنيل ، افترض أنه على الرغم من أن سرعة الضوء كانت لحظية ، فكلما كانت الوسيلة أكثر كثافة ، كانت سرعة الضوء أسرع. [134] اشتق بيير دي فيرمات قانون سنيل باستخدام الافتراض المقابل ، فكلما كان الوسط أكثر كثافة ينتقل الضوء الأبطأ. جادل فيرما أيضًا في دعم سرعة الضوء المحدودة. [135]

محاولات القياس الأولى

في عام 1629 ، اقترح إسحاق بيكمان تجربة يلاحظ فيها الشخص وميض مدفع ينعكس من مرآة على بعد حوالي ميل واحد (1.6 كم). في عام 1638 ، اقترح جاليليو جاليلي تجربة ، بدعوى واضحة أنه أجراها قبل بضع سنوات ، لقياس سرعة الضوء من خلال ملاحظة التأخير بين اكتشاف الفانوس وإدراكه على مسافة بعيدة. لم يكن قادرًا على التمييز بين ما إذا كان السفر الخفيف لحظيًا أم لا ، لكنه خلص إلى أنه إذا لم يكن كذلك ، فيجب أن يكون سريعًا بشكل غير عادي. [115] [116] في عام 1667 ، أفادت Accademia del Cimento في فلورنسا بأنها أجرت تجربة جاليليو ، مع فصل الفوانيس بحوالي ميل واحد ، ولكن لم يلاحظ أي تأخير. كان التأخير الفعلي في هذه التجربة حوالي 11 ميكروثانية.

تم إجراء أول تقدير كمي لسرعة الضوء في عام 1676 بواسطة رومر. [89] [90] من خلال الملاحظة التي مفادها أن فترات أعمق قمر المشتري Io بدت أقصر عندما كانت الأرض تقترب من كوكب المشتري مما كانت عليه عندما تنحسر عنه ، استنتج أن الضوء ينتقل بسرعة محدودة ، ويقدر أنه يأخذ الضوء. دقائق لعبور قطر مدار الأرض. جمع Christiaan Huygens هذا التقدير مع تقدير لقطر مدار الأرض للحصول على تقدير لسرعة الضوء تبلغ 220.000 كم / ثانية ، أي أقل بنسبة 26٪ من القيمة الفعلية. [119]

في كتابه 1704 البصرياتأبلغ إسحاق نيوتن عن حسابات رومر للسرعة المحدودة للضوء وأعطى قيمة "سبع أو ثماني دقائق" للوقت الذي يستغرقه الضوء للانتقال من الشمس إلى الأرض (القيمة الحديثة هي 8 دقائق و 19 ثانية). [136] تساءل نيوتن عما إذا كانت ظلال الكسوف لرومر ملونة عند سماعه أنها ليست كذلك ، واستنتج أن الألوان المختلفة تنتقل بنفس السرعة. في عام 1729 ، اكتشف جيمس برادلي الانحراف النجمي. [91] من هذا التأثير ، قرر أن الضوء يجب أن يسافر بسرعة 10210 مرة أسرع من الأرض في مداره (الرقم الحديث أسرع بـ 10 066 مرة) أو ، بالمقابل ، أن الضوء سيستغرق 8 دقائق و 12 ثانية للانتقال من الشمس على الأرض. [91]

اتصالات مع الكهرومغناطيسية

في القرن التاسع عشر ، طور Hippolyte Fizeau طريقة لتحديد سرعة الضوء بناءً على قياسات وقت الرحلة على الأرض وأبلغ عن قيمة 315000 كم / ثانية. [137] تم تحسين طريقته من قبل ليون فوكو الذي حصل على قيمة 298000 كم / ثانية في 1862. [100] في عام 1856 ، قام فيلهلم إدوارد ويبر ورودولف كولراوش بقياس نسبة الوحدات الكهرومغناطيسية والكهرباء الساكنة للشحنة ، 1 / √ ε0ميكرومتر0 ، عن طريق تفريغ جرة Leyden ، ووجدت أن قيمتها العددية كانت قريبة جدًا من سرعة الضوء كما تم قياسها مباشرة بواسطة Fizeau. في العام التالي ، حسب غوستاف كيرشوف أن الإشارة الكهربائية في سلك عديم المقاومة تنتقل على طول السلك بهذه السرعة. [138] في أوائل ستينيات القرن التاسع عشر ، أظهر ماكسويل أنه وفقًا لنظرية الكهرومغناطيسية التي كان يعمل عليها ، تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية في الفضاء الفارغ [139] [140] [141] بسرعة تساوي معدل ويبر / كولراوش أعلاه ، ولفت الانتباه إلى القرب العددي لهذه القيمة من سرعة الضوء كما تم قياسها بواسطة Fizeau ، اقترح أن الضوء هو في الواقع موجة كهرومغناطيسية. [142]

"الأثير المضيء"

كان يعتقد في ذلك الوقت أن المساحة الفارغة كانت مليئة بوسط الخلفية يسمى الأثير المضيء الذي يوجد فيه المجال الكهرومغناطيسي. يعتقد بعض الفيزيائيين أن هذا الأثير يعمل كإطار مرجعي مفضل لانتشار الضوء ، وبالتالي يجب أن يكون من الممكن قياس حركة الأرض فيما يتعلق بهذا الوسط ، عن طريق قياس الخواص سرعة الضوء. ابتداءً من ثمانينيات القرن التاسع عشر تم إجراء العديد من التجارب لمحاولة اكتشاف هذه الحركة ، وأشهرها هي التجربة التي أجراها ألبرت أ.ميشيلسون وإدوارد دبليو مورلي في عام 1887. [143] [144] كانت الحركة المكتشفة دائمًا أقل من خطأ الملاحظة. تشير التجارب الحديثة إلى أن سرعة الضوء ذات الاتجاهين متناحرة (نفس الشيء في كل اتجاه) في حدود 6 نانومتر في الثانية. [145] بسبب هذه التجربة ، اقترح هندريك لورنتز أن حركة الجهاز عبر الأثير قد تتسبب في تقلص الجهاز بطوله في اتجاه الحركة ، وافترض أيضًا أن متغير الوقت للأنظمة المتحركة يجب أن يتغير أيضًا وفقًا لذلك ("التوقيت المحلي") ، مما أدى إلى صياغة تحول لورنتز. استنادًا إلى نظرية الأثير لورينتز ، أظهر Henri Poincaré (1900) أن هذا التوقيت المحلي (من الدرجة الأولى في v / c) يُشار إليه بساعات تتحرك في الأثير ، والتي تتم مزامنتها على افتراض ثبات سرعة الضوء. في عام 1904 ، تكهن أن سرعة الضوء يمكن أن تكون سرعة محدودة في الديناميات ، بشرط أن يتم تأكيد افتراضات نظرية لورنتز. في عام 1905 ، أدخل بوانكاريه نظرية الأثير لورينتز في اتفاق رصد كامل مع مبدأ النسبية. [146] [147]

النسبية الخاصة

في عام 1905 افترض أينشتاين منذ البداية أن سرعة الضوء في الفراغ ، المقاسة بواسطة مراقب غير متسارع ، مستقلة عن حركة المصدر أو المراقب. باستخدام هذا ومبدأ النسبية كأساس اشتق نظرية النسبية الخاصة ، والتي فيها سرعة الضوء في الفراغ. ج يظهر باعتباره ثابتًا أساسيًا ، ويظهر أيضًا في سياقات لا علاقة لها بالضوء. هذا جعل مفهوم الأثير الثابت (الذي ما زال لورنتز وبوانكاريه ملتزمين به) عديم الفائدة وأحدث ثورة في مفاهيم المكان والزمان. [148] [149]

زيادة دقة ج وإعادة تعريف العداد والثاني

في النصف الثاني من القرن العشرين ، تم إحراز تقدم كبير في زيادة دقة قياسات سرعة الضوء ، أولاً عن طريق تقنيات الرنين التجويفي وبعد ذلك بتقنيات مقياس التداخل الليزري. تم دعم هذه التعاريف الجديدة والأكثر دقة للمتر والثاني. في عام 1950 ، حدد لويس إيسن السرعة على أنها 299792.5 ± 3.0 كم / ثانية ، باستخدام التجويف الرنين. [108] تم اعتماد هذه القيمة من قبل الجمعية العامة الثانية عشرة للاتحاد العلمي الراديوي في عام 1957. وفي عام 1960 ، تمت إعادة تعريف المقياس من حيث الطول الموجي لخط طيفي معين من الكريبتون -86 ، وفي عام 1967 ، تم إعادة تعريف المقياس الثاني تم إعادة تعريفه من حيث تردد الانتقال فائق الدقة للحالة الأرضية للسيزيوم -133. [150]

في عام 1972 ، باستخدام طريقة مقياس التداخل الليزري والتعريفات الجديدة ، حددت مجموعة في المكتب الوطني الأمريكي للمعايير في بولدر ، كولورادو سرعة الضوء في الفراغ لتكون ج = 299792456.2 ± 1.1 م / ث. كان هذا 100 مرة أقل مؤكدًا من القيمة المقبولة سابقًا. كان عدم اليقين المتبقي مرتبطًا بشكل أساسي بتعريف العداد. [ملاحظة 15] [114] كما وجدت تجارب مماثلة نتائج مماثلة ل جأوصى المؤتمر العام الخامس عشر للأوزان والمقاييس عام 1975 باستخدام القيمة 299792458 م / ث لسرعة الضوء. [153]

تحديد سرعة الضوء على أنها ثابت صريح

في عام 1983 ، وجد الاجتماع السابع عشر للمؤتمر العام للأوزان والمقاييس (CGPM) أن الأطوال الموجية من قياسات التردد وقيمة معينة لسرعة الضوء أكثر قابلية للتكرار من المعيار السابق. لقد احتفظوا بتعريف عام 1967 للثانية ، لذا فإن تردد السيزيوم فائق الدقة سيحدد الآن كلاً من الثاني والمتر. للقيام بذلك ، قاموا بإعادة تعريف المقياس على النحو التالي: "المقياس هو طول المسار الذي يسلكه الضوء في الفراغ خلال فترة زمنية قدرها 1/299 792 458 من الثانية." [88] نتيجة لهذا التعريف ، فإن قيمة سرعة الضوء في الفراغ هي بالضبط 299792458 م / ث [154] [155] وأصبحت ثابتًا محددًا في نظام الوحدات الدولي للوحدات. [13] التقنيات التجريبية المحسّنة التي كانت ستقاس سرعة الضوء قبل عام 1983 لم تعد تؤثر على القيمة المعروفة لسرعة الضوء في وحدات النظام الدولي للوحدات ، ولكنها بدلاً من ذلك تسمح بإدراك أكثر دقة للمقياس عن طريق قياس الطول الموجي بدقة أكبر من الكريبتون 86 ومصادر الضوء الأخرى. [156] [157]

في عام 2011 ، صرحت CGPM عن نيتها في إعادة تعريف جميع الوحدات الأساسية السبع للنظام الدولي باستخدام ما تسميه "الصياغة الثابتة الصريحة" ، حيث يتم تعريف كل "وحدة بشكل غير مباشر من خلال التحديد الصريح لقيمة دقيقة لثابت أساسي معروف جيدًا" ، مثل تم القيام به من أجل سرعة الضوء. اقترحت صياغة جديدة ، ولكنها مكافئة تمامًا ، لتعريف المتر: "المتر ، الرمز م ، هو وحدة الطول التي يتم ضبط حجمها عن طريق تثبيت القيمة العددية لسرعة الضوء في الفراغ لتكون مساوية بالضبط 299792 458 عندما يتم التعبير عنها في وحدة SI ms −1. " [158] كان هذا أحد التغييرات التي تم دمجها في إعادة تعريف 2019 للوحدات الأساسية للنظام الدولي للوحدات ، والتي يطلق عليها أيضًا نظام SI الجديد.


تنسيق النظام بالنسبة إلى حدث في زمكان مينكوفسك

لقد كنت أستخدم نظام إحداثيات مثبتًا على حدث (بدلاً من مرجع سرعة) في زمكان مينكوفسك. هذا يجعلها حالة خاصة (لا توجد جاذبية أو طاقة مظلمة ، تمامًا مثل النسبية الخاصة) لنظام الإحداثيات الكوني (أو CMB-isotropic) المستخدم لتقسيم الكون بأكمله ، مع كون الانفجار الأعظم هو الحدث المرجعي.

يمكن أن يكون الحدث المرجعي أي حدث. يصبح أصل نظام الإحداثيات.
لذا تخيل أن الحدث المعني هو انفجار في الفضاء الحالي (لا حدود له في جميع الأبعاد الأربعة) مع طرد مادة غير محدودة بسرعات متباعدة بشكل متساوٍ. من خلال التباعد بالتساوي ، أعني أن الفصل النموذجي بين قطعة من المقذوف بالقصور الذاتي والقطعة المجاورة لها هو مقدار منتظم من فرق السرعة المناسب. بهذه الطريقة ، من وجهة نظر أي جزء من المقذوفات ، يبدو أنه مركز المادة الثابت في توسيع الزمكان. هذه هي النسخة النسبية الخاصة لتوسيع إحداثيات الفضاء. هل يوجد اسم لمثل هذا النظام الإحداثي؟ سأكون ممتنا لربط بعض المواد على ذلك.

أنا لا أتوقع احتمال أن يكون الانفجار العظيم انفجارًا لمواد في الفضاء. إذا كان الأمر كذلك ، فإن الكتلة المركزة سيكون لها جاذبية لن تسمح أبدًا بأي توسع على الإطلاق ، لكن هذا مجرد نموذج رياضي بدون اعتبار لكتلة الجاذبية.

بعض الخصائص التي عملت عليها:

يقوم نظام الإحداثيات فقط بتقطيع الزمكان داخل المخاريط الضوئية للحدث المرجعي ، وهو يشبه إلى حد ما إحداثيات Rindler التي تقطع فقط مخروط ضوئي من الزمكان. أعتقد أن الإحداثيات تعمل بشكل جيد مع الأحداث الماضية ، لكن الأحداث التي لا تشبه فصل الوقت عن الحدث المرجعي ليست جزءًا من نظام الإحداثيات.

أي كائن بالقصور الذاتي يتقاطع خطه العالمي مع أصل نظام الإحداثيات يقال إنه ثابت. أي حركة تتعلق بهذا الخط الثابت هي سرعة غريبة ، متجه. تضيف السرعات الطريقة النسبية ، لكن معدلات الركود (التي ليست نواقل) ، كونها سرعات مناسبة ، تضيف خطيًا ، وبالتالي يمكن أن تتجاوز c. تنخفض السرعة الغريبة بمرور الوقت ، لذلك في غياب التسارع المناسب ، ستقترب جميع الكائنات في النهاية من كونها ثابتة.

زوج من الأشياء التي تكون ثابتة بالنسبة لبعضها البعض في إطار بالقصور الذاتي (على سبيل المثال في أي من طرفي جسم صلب بدون تسارع مناسب) ، في نظام الإحداثيات هذا ، يتحرك دائمًا بشكل منفصل. بعبارة أخرى ، تنمو الأجسام الصلبة دائمًا باتجاه الطول المناسب (ولكنها لا تصل أبدًا). وبالمثل ، فإن الوقت الذي يستغرقه الضوء للانتقال من طرف إلى آخر يتناقص دائمًا ، ويقترب ولكنه لا يصل أبدًا إلى الوقت الذي يستغرقه الضوء للسفر بالطول المناسب للجسم. لم أقم بإعداد صيغ للتأثيرات المذكورة أعلاه.

المعدل الذي تعمل به الساعات هو دالة على السرعة الغريبة للساعة وليس دالة لأي إطار مراقب. لا توجد قيمة يبدو أنها تعتمد على المراقب. وبالتالي لا توجد عمليات دوران للإطار ، ولكن لا تزال هناك تحويلات إلى الإحداثيات بالقصور الذاتي بالنسبة إلى أي خط عالمي محدد بالقصور الذاتي.

سيصل الضوء في النهاية إلى أي نقطة في الفضاء من أي نقطة أخرى في الفضاء. هذا فرق كبير آخر مع الكون الفعلي حيث يشكل تسارع التوسع بسبب الطاقة المظلمة آفاق حدث مشابهة لآفاق Rindler ، والتي لا يمكن للضوء المنبعث بعدها أن يصل إلى أجزاء من الفضاء.


أنا أطلب في الغالب المراجع نظرًا لأنني أفتقر إلى الاسم ، فقد ظهرت جميع عمليات البحث التي أجريتها ، وكذلك التعليقات إذا كانت أي من الخصائص التي أدرجتها غير منطقية. أنا لا أتوقع وجود فيزياء جديدة ، فقط أسند إحداثيات مجردة مختلفة إلى الزمكان العادي لمينكوفسكي.


إحداثيات الانبعاث للملاحة في الفضاء

يتم وصف نهج عام لمشكلة تحديد المواقع عن طريق النجوم النابضة أو غيرها من المصادر النابضة الموجودة في اللانهاية. يستخدم تعداد النبضات لمجموعة من المصادر المختلفة التي يُفترض أن تكون مواقعها وفتراتها في السماء معروفة ، يستخدم لتوفير الإحداثيات الفارغة أو الضوء للمستقبل. يتم استخدام قياس الفترات الزمنية المناسبة بين عمليات الوصول المتتالية للإشارات من المصادر المختلفة لإعطاء التوطين النهائي للمستقبل ، ضمن دقة يتم التحكم فيها بواسطة دقة الساعة على متن الطائرة.تمت مناقشة الانحراف عن الحالة المسطحة ، مع الأخذ في الاعتبار الأسباب المحتملة المختلفة بشكل منفصل: إمكانات الجاذبية المحلية ، ومحدودية مسافة المصدر ، والحركة المناسبة للمصدر ، وتدهور الفترة ، والتسارع المناسب بسبب قوى غير الجاذبية. تبين أن الحسابات بسيطة والنتيجة إيجابية للغاية. يمكن أيضًا تطبيق الطريقة على كوكبة من الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض.


المجلة الدولية للفيزياء الحديثة د

إن الغالبية العظمى من مجتمعات الفيزياء وعلم الفلك متأكدة الآن من وجود موجات الجاذبية ، ويمكن البحث عنها ، ويمكن دراستها من خلال تأثيرها على أجهزة المختبر وكذلك على الأجسام الفلكية. حتى الآن ، اتفق كل ما تم اكتشافه مع تنبؤات النسبية العامة ، لكن الآمال كبيرة للحصول على معلومات جديدة حول الكون ومحتوياته وربما للحصول على تلميحات عن نظرية جاذبية أفضل من النسبية العامة (التي توقعها أينشتاين في النهاية) . هذه نسخة واحدة من القصة ، من عام 1905 حتى الوقت الحاضر ، تم سردها من وجهة نظر غير عادية ، لأن المؤلف كان ، لمدة 28.5 عامًا ، متزوجًا من جوزيف ويبر ، الذي بنى أجهزة الكشف الأولى بدءًا من أوائل الستينيات وشغل واحدًا أو أكثر حتى وفاته في 30 سبتمبر 2000.

حول مشكلة التوحيد في الفيزياء
عالمية الجاذبية: الفيزياء الكامنة وراء تدرجات حرارة تولمان

نحن نقدم تحققًا بسيطًا وواضحًا من الحاجة المادية لتدرجات درجة الحرارة في حالات التوازن عند وجود حقول الجاذبية. سيتم بناء حجتنا بالكامل حركي بطريقة ، من حيث الانزياح الأحمر الجاذبي / التحول الأزرق من الضوء ، جنبًا إلى جنب مع الامتداد النسبي لحجة العمود المكون من ماكسويل. نختتم بإظهار أنه هو عالمية من تفاعل الجاذبية (تفرد السقوط الحر) الذي يسمح في النهاية بتدرجات درجة حرارة توازن تولمان دون أي انتهاك لقوانين الديناميكا الحرارية.

نموذج مجهري لثابت كوني ناشئ

يتم شرح قيمة الثابت الكوني من حيث الانتشار الصاخب للطاقة من درجات الحرية في فيزياء الجسيمات منخفضة الطاقة إلى حبيبات بلانك الأساسية المتوقعة من الحجج العامة في الجاذبية الكمومية. إن النجاح الكمي لنموذجنا الظاهراتي مشجع ويقدم رؤى مفيدة ربما حول الفيزياء على مقياس الجاذبية الكمومية.

GR والميكانيكا الكلاسيكية: سحر؟

جديد أساسي تم تقديم المكوِّن في دراسة فضاءات أينشتاين المسطحة - ماكسويل ، أي تغيير أنظمة الإحداثيات من الأنظمة القياسية التي تم إنشاؤها من العدد اللامتناهي للأسطح الخالية من Bondi إلى تلك القائمة على مجموعة المعلمات المعقدة الأربعة ، za ، من Shear - أسطح خالية (ASF) خالية. يتم تحديد أنظمة إحداثيات ASF بواسطة "خطوط عالمية" في مساحة المعلمة ، z a = ξ a (τ). تعيين مكون Weyl tensor ، المعرف باسم مجمع ثنائي القطب، إلى الصفر ، أ مركز كتلة معقد فريد / شحن "خط عالمي" تم الحصول عليها. من هذا الخط وهويات بيانكي ، يتم الحصول على الكثير من الميكانيكا الكلاسيكية مباشرة: الدوران ، الزخم الزاوي المداري ، الزخم الحركي ، الحفاظ على الزخم الزاوي ، الحفاظ على الطاقة - الزخم ، قانون نيوتن الثاني مع تفاعل أبراهام - لورنتز - ديراك الإشعاعي ، قوة الصاروخ وديراك جي -عامل.

النظرية الحركية للزمكان الوسيط

في المقاييس الوسيطة - التي تقحم بين التركيب الميكروسكوبي والكلاسيكي والهندسي والميكروسكوب والكمي للزمكان - يمكن للمرء تحديد كثافة حالات الهندسة ، والتي تنشأ من وجود طول نقطة الصفر في الزمكان. هذا التمييز في الزمكان يربط أيضًا درجة داخلية من الحرية مع كل حدث ، في شكل متجه متقلب لقاعدة ثابتة. تؤدي حالة التوازن ، المقابلة للحد الأقصى للكثافة الإجمالية لحالات الهندسة بالإضافة إلى المادة ، على وجه التحديد إلى معادلات أينشتاين. في الواقع ، يمكن الآن إعادة تفسير معادلة المجال على أنها مبدأ تبديد الحرارة الصفري. سيوفر تحليل التقلبات حول حالة التوازن (التي وصفتها معادلات أينشتاين) رؤى جديدة حول الجاذبية الكمومية.

نموذج الزمكان الهولوغرافي في علم الكونيات

يلخص هذا المقال نظرية الزمكان المجسم (HST) لعلم الكونيات وعلاقتها بالنظريات التقليدية للتضخم. تتوافق تنبؤات النظرية مع الملاحظات ، ويجب على المرء أن يأمل في الحصول على بيانات حول موجات الجاذبية البدائية أو التقلبات غير الغوسية لتمييزها عن النماذج التقليدية. يتنبأ النموذج بعصر مبكر من تكوين الهيكل ، قبل الانفجار العظيم. يتطلب فهم مصير تلك الهياكل عمليات محاكاة معقدة لم يتم إجراؤها بعد. قد تؤدي نتيجة هذه الحسابات إلى تزوير النموذج ، أو قد توفر إطارًا اقتصاديًا للغاية لشرح المادة المظلمة وتوليد عدم تناسق الباريون.

فيزياء إيفيموف في الزمكان المنحني: تقلبات المجال والمادة الغريبة

أثبتت العديد من الاكتشافات التجريبية وجود حالات Borromean التي تنبأ بها Vitaly Efimov في سياق الفيزياء النووية ، أي المقتطفات المقيدة على الرغم من عدم وجود حالات مرتبطة بأي من الأنظمة الفرعية المكونة من جسمين. أظهر أن رواية فيزياء إيفيموف متوقعة في المادة المظلمة غير الباريونية القابلة للاستقطاب جاذبيًا خارج النموذج القياسي مع قوى شبيهة بفان دير فال مدفوعة بتقلبات الجاذبية الكمومية. أناقش أيضًا الاختبارات الأرضية والفضائية لتأثيرات انحناء الزمكان على الأنظمة الكمومية ثلاثية الأجسام ضعيفة الترابط والشديدة الانتشار مع قوى فان دير فالس الكهروديناميكية القياسية. أخيرًا ، أنا أعتبر مادة كمومية ثقالية غريبة من هياكل برونية عالية الرتبة وتشابهاتها مع الأنظمة الكلاسيكية ، والتي تم إثباتها بالفعل في الحمض النووي ثلاثي الشرائط ، مدفوعًا بخلفية موجة الجاذبية العشوائية.

إعادة تنظيم الجاذبية: نظرة جديدة لمشكلة قديمة

من المعروف أن الجاذبية الكمومية المضطربة غير قابلة للطبيعية. تم استخدام المتري أو vierbein بشكل عام كمتغير لتقدير الجاذبية الكمية المضطربة. في هذه الورقة ، نوضح أنه يمكن للمرء استخدام وصلة السبين بدلاً من ذلك ، وفي هذه الحالة من الممكن الحصول على نظرية الجاذبية الكمومية القابلة لإعادة التنظيم الخالية من الأشباح. علاوة على ذلك ، في هذا النهج ، يمكن دراسة نظائر الجاذبية لظواهر فيزياء الجسيمات. على وجه الخصوص ، ندرس آلية هيغز الثقالية باستخدام اتصال الدوران كمجال قياس ، ونوضح أن هذا يوفر آلية لتقليل أبعاد الزمكان بشكل فعال.

الجاذبية الكمية القابلة للتطبيع بشكل مضطرب

تتطلب مجموعة إعادة التطبيع الويلسونية (RG) توقيعًا إقليديًا. عندئذٍ يكون للعامل المطابق للمقياس مصطلح حركي ذي إشارة خاطئة ، والذي له تأثير عميق على خصائص RG. على وجه الخصوص ، حول النقطة الثابتة الغوسية ، فإنه يدعم مساحة هيلبرت للتفاعلات القابلة لإعادة التسوية التي تنطوي على قوى عالية اعتباطية لتقلبات الجاذبية. تتميز هذه التفاعلات بقمعها بشكل كبير بسبب سعة المجال الكبيرة ، مما يسبب اضطرابًا في ثابت نيوتن ولكنه غير مضطرب في ثابت بلانك. من خلال اتخاذ حد لحدود فضاء هلبرت ، يتم استرداد ثبات التباين مع الاحتفاظ بإمكانية إعادة التطبيع. وبالتالي فإن ما يسمى بعدم استقرار عامل التوافق يشير إلى الطريق لبناء نظرية مضطربة قابلة لإعادة التسوية للجاذبية الكمية.

هل يمكن وصف الكون بدالة موجية؟

لنفترض أننا في الزمكان المنحني برفق (أ) لا يتم انتهاك السببية إلى الترتيب الرئيسي (ب) تتمسك نظرية بيركوف بالترتيب المتقدم و (ج) ثبات CPT. ثم نجادل بأن الكون "الفارغ في الغالب" الذي نلاحظه من حولنا لا يمكن وصفه بدالة موجية دقيقة Ψ. وبدلاً من ذلك ، فإن الجسيمات ضعيفة الاقتران التي نراها هي أشباه جسيمات تقريبية تنشأ كإثارة "زغب". الزغب" يفعل لها دالة موجية دقيقة Ψ fuzz ، لكن هذه الدالة الموجية الدقيقة لا تصف الجسيمات المحلية مباشرة. تستمر الحجة من خلال ربط الإعداد الكوني بمفارقة معلومات الثقب الأسود ، ثم استخدام نظرية التصحيحات الصغيرة لإظهار استحالة وجود دالة موجية دقيقة تصف الكون المرئي.

يؤدي الدوران الكهرومغناطيسي إلى حدوث التواء

يظهر الدوران الجوهري ، والدوران فقط للمجال الكهرومغناطيسي يخلق الالتواء. احتدم الصراع لعقود: كيف يمكن التوفيق بين الحقائق القائلة بأن الفوتونات لها دوران ، ولكن الحد الأدنى من فواصل الاقتران تقيس الثبات ، وبالتالي يجب التخلي عنها ، مما يتركنا في حالة غير مادية حيث لا يتسبب الدوران في حدوث الالتواء. من خلال تعميم حرية مقياس مجال الالتواء ، تم العثور على متغير مشترك ، وصف ثابت للمقياس حيث يخلق الدوران الكهرومغناطيسي مجال الالتواء. في الواقع ، يظهر أنه إذا استمر ثبات المقياس الكهرومغناطيسي ، يجب أن يكون الالتواء موجودًا.

نموذج الغشاء من الشعر الناعم القريب من الأفق

يفترض نموذج الغشاء أن الدول المجهرية للثقب الأسود هي درجات ديناميكية من الحرية مرتبطة بغشاء مادي يتلاشى قريبًا من أفق حدث الثقب الأسود. يفترض نموذج الشعر الناعم أن الثقوب السوداء يمكن أن تكون مجهزة بشحنات خالية من الطاقة مرتبطة بأشكال التباين المتبقية التي تحدد درجات الحرية القريبة من الأفق. في هذه الورقة ، نجادل في أن النموذج الأخير يشير إلى الأول. وبشكل أكثر تحديدًا ، نستغل ظروف الحدود القريبة من الأفق التي تؤدي إلى جبر "شحنات الشعر الناعم" التي تحتوي على نسخ لا نهائية من جبر هايزنبرغ ، المرتبطة بتشوهات القص التي تحافظ على المنطقة لآفاق الثقب الأسود. نحن نستخدم الشعر الناعم القريب من الأفق وجبر هايزنبرغ الخاص به لتقديم صياغة لنموذج الغشاء وإظهار كيف يفسر إنتروبيا الثقب الأسود.

الجاذبية الكمية وثنائيات BH-NS

نجادل في أن ثنائيات Black Hole-Neutron Star (BH-NS) هي المسابر الفيزيائية الفلكية الطبيعية للجاذبية الكمية في سياق العصر الجديد لعلم الفلك متعدد المرسال. على وجه الخصوص ، نناقش التأثير الملحوظ لفقدان كتلة BH المعزز في ثنائي BH-NS ، نظرًا لوجود مقياس طول إضافي مرتبط بعدم التبادلية الجوهرية للزمكان الكمومي في الجاذبية الكمية.

ازدواجية بين الانحناء والتواء

يعتبر الطول الموجي كومبتون ونصف قطر شوارزشيلد هنا كحالات محدودة لمقياس طول موحد. باستخدام هذا الطول ، يتضح أن معادلة ديراك ومعادلات أينشتاين للكتلة النقطية هي حالات محدودة للنظرية الأساسية التي تتضمن الالتواء. نوضح أنه في هذه النظرية الأساسية ، يكون تفاعل الجاذبية بين الكتل الصغيرة أضعف من الجاذبية النيوتونية. نشرح لماذا يمتلك كل من ثقب أسود Kerr-Newman والإلكترون نفس النسبة الجيرومغناطيسية غير الكلاسيكية. نقترح ازدواجية بين الانحناء والالتواء ونبين أن النسبية العامة والجاذبية الموازية عن بُعد هما على التوالي الكتلة الكبيرة وحد الكتلة الصغيرة لنظرية ECSK. نثبت أنه يمكن اختبار التأثيرات الصغيرة للالتواء باستخدام التكنولوجيا الحالية.

مصادر جديدة لإشارات موجات الجاذبية: ثقب أسود جرافيتون ليزر

يعمل ليزر الجرافيتون ، من حيث المبدأ ، عن طريق الانبعاث المحفز للجرافيتونات المتماسكة من وسط ليزر. للتضخيم الكبير ، يجب أن يكون لدينا مسار طويل جدًا و / أو كثافة عالية جدًا. الثقوب السوداء ووجود جسيمات المادة المظلمة الفرعية ضعيفة التفاعل (WISPs) يحل كلا هذين العائقين. المسارات المدارية للجسيمات عديمة الكتلة حول الثقوب السوداء مفهومة جيدًا [C. ميسنر ، ك. ثورن وجيه ويلر ، الجاذبية (دبليو إتش فريمان ، 1973)] 1 والسماح بأطوال مسار الجرافيتون الطويلة بشكل تعسفي. يمكن أن يوفر الإشعاع الفائق من ثقوب كير السوداء في WISPs كثافة عالية بما فيه الكفاية [أ. Arvanitaki و M. Baryakhtar و X. Huang ، فيز. القس د 91 (2015) 084011، arXiv: 1411.2263] 2. يشير هذا إلى أن الثقوب السوداء يمكن أن تعمل كجرافيتون ليزر فعال. وهكذا انبعثت أشعة ليزر الجرافيتون الموجهة منذ بداية الكون وأدت إلى ظهور مصادر جديدة لإشارات موجات الجاذبية. أن تكون في مسار أشعة الموت الجرافيتون المضخمة بشكل ضار لن يكون أمرًا ممتعًا.

اعتماد الانزياح الأحمر للتسارع الشعاعي: الجاذبية المعدلة مقابل المادة المظلمة في الجسيمات

ديناميكيات نيوتن المعدلة لها متغير واحد مجاني وتتطلب وظيفة الاستيفاء لاستعادة الحد الطبيعي لنيوتن. نوضح هنا أن وظيفة الاستيفاء هذه غير ضرورية في استكمال متغير مشترك تم اقتراحه مؤخرًا لجاذبية Erik Verlinde الناشئة ، وأن نهج Verlinde علاوة على ذلك يصلح المعلمة المجانية الوحيدة للوظيفة. العلاقة المشتقة من ذلك بين التسارع الملحوظ (المستنتج من منحنيات الدوران) وتسارع الجاذبية لمجرد المادة الباريونية تتلاءم جيدًا مع البيانات. ثم نجادل بعد ذلك في أن اعتماد منحنيات دوران المجرة على الانزياح الأحمر يمكن أن يوفر طريقة للتمييز بين الإصدارات المختلفة للجاذبية المعدلة من المادة المظلمة في الجسيمات.

هل يوجد حد أعلى لحجم الثقب الأسود؟

وفقًا للقانون الثالث للديناميكا الحرارية ، يتطلب الأمر عددًا لا حصر له من الخطوات لأي جسم ، بما في ذلك الثقوب السوداء ، للوصول إلى درجة حرارة صفر. بالنسبة لأي نظام فيزيائي ، فإن عملية التبريد إلى الصفر المطلق تقابل محو المعلومات أو توليد حالات نقية. على عكس المادة العادية ، لا يمكن خفض درجة حرارة الثقب الأسود إلا بإضافة المادة والطاقة إليه. ومع ذلك ، فمن المستحيل إزالة التقلبات الإحصائية للمادة المتساقطة - الطاقة. تؤدي التقلبات إلى حقيقة أن الثقوب السوداء لها درجة حرارة منخفضة محدودة ، وبالتالي حد أعلى في نصف قطر الأفق. نقوم بتقدير الحد الأعلى لنصف قطر الأفق والذي يمكن مقارنته بشكل غريب بأفق هابل. نقارن هذا الارتباط بالنتائج المعروفة ونناقش آثارها.

الزخم الزاوي المظلم للمجرة

تقترح هذه الورقة استراتيجية للكشف عن وجود مجال جاذبية مغناطيسي بسبب دوران الهالة المظلمة في المجرة. تدور المادة المرئية في المجرات والمادة المظلمة ، التي من المفترض أن تشكل هالة تتضمن مادة باريونية ، تدور أيضًا ، لأنها تتفاعل جاذبيًا مع الباقي. باتباع نفس خط التفكير ، يجب أن تنتج المادة المظلمة جميع تأثيرات الجاذبية التي تنبأت بها النسبية العامة ، بما في ذلك مجال الجاذبية المغناطيسية. أناقش استراتيجية ممكنة لقياس هذا المجال. تستعيد الفكرة تأثير Sagnac القديم وتقترح استخدام مثلث به ثلاث نقاط لاغرانج من زوج الشمس والأرض عند رؤوسه. يتناسب عدم التناسق في أوقات الطيران على طول الحلقة في اتجاهين متعاكسين مع مجال الجاذبية المغناطيسية.

معادلة فريدمان وخلق الكون

في هذه الورقة ، نقدم دليل رياضي أن بداية الكون لم تحدث عند الانفجار الأعظم عند t = 0 والكون في حالة من الكثافة اللانهائية ، ولكنها حدثت عند t = - ∞ مع الكون في حالة من التخفيف اللانهائي. نظهر الأهمية الأساسية التي يلعبها الهيكل التربيعي الأصلي من معادلة فريدمان العامة ȧ 2 = F (أ) في مشتق الوقت ȧ للوصول إلى هذا الاستنتاج وإظهار كيف أن هذا الهيكل التربيعي جنبًا إلى جنب مع المصاحبة تناظر انعكاس الوقت معادلة فريدمان لها عواقب مادية عميقة في بناء نماذج فريدمان للكون ، أحدها أن النماذج الكونية الكلاسيكية يمكن أن تكون استقراء إلى الوراء من خلال الانفجار الكبير في الماضي اللامتناهي. نستنتج أن النماذج الكونية القابلة للتطبيق على أساس الشكل التربيعي الأصلي لمعادلة فريدمان ، وبالتالي على معادلات أينشتاين ، تُظهر أن التفردات المكانية العالمية لا تحتاج إلى الإشارة إلى نهاية الزمكان. علاوة على ذلك ، فإن النماذج الكونية الكلاسيكية للانفجار الأعظم المبنية على معادلة فريدمان ، دون الحاجة إلى الجاذبية الكمية ، عندما يتم العولمة لحلول جميع الأوقات ، تُظهر أن الكون لم يبدأ عند الانفجار العظيم. وهكذا ، فإن المعادلة المشفرة في معادلة فريدمان هي معلومات غير مكتشفة سابقًا حول كيفية بدء الكون ، وقد أظهرنا أن هذه المعلومات لا يمكن استخلاصها إلا عندما يتم أخذ معادلة فريدمان في شكلها التربيعي الأصلي على عكس النهج المعتاد المتمثل في النظر فقط في شكل الجذر التربيعي الموجب الخاص بفريدمان. معادلة.

التناظر المطابق ومسألة الثابت الكوني

نجادل أنه عندما تُمنح نظرية الجاذبية والمادة تناظرًا امتثاليًا (كلاسيكيًا) ، يمكن تقليل الضبط الدقيق المطلوب للحصول على الثابت الكوني بقيمته المرصودة بشكل كبير. بمجرد ضبطه ، يصبح الثابت الكوني مستقرًا تحت تغيير المقياس الذي يُقاس به.

موجات الجاذبية بسرعة الجاذبية الخاصة بهم

تنتشر موجات الجاذبية بسرعة الضوء في النسبية العامة ، بسبب أساسها النسبي الخاص. ومع ذلك ، يرتبط انتشار الضوء بالظواهر الكهرومغناطيسية ، مع ثوابت السماحية والنفاذية كعوامل محددة. هل هناك سبب أعمق لانتشار الموجات في نظرية الجاذبية الهندسية بسرعة تحددها الثوابت الكهرومغناطيسية؟ ما العلاقة بين ثوابت الجاذبية وسرعة موجات الجاذبية؟ محاولتنا للإجابة على هذه الأسئلة الأساسية تأخذنا بعيدًا وعميقًا في الكون.

دليل جديد على النسبية العامة من خلال التفسير المادي الصحيح لتجربة دوار موسباور

في هذا البحث ، نقدم تفسيرًا صحيحًا لتجربة تاريخية قام بها Kündig على انزياح دوبلر المستعرض في نظام دوار (تجربة دوار موسباور). تم مؤخرًا إعادة تحليل هذه التجربة لأول مرة ، ثم ردت عليها مجموعة بحثية تجريبية. أظهرت نتائج إعادة تحليل التجربة أن إعادة المعالجة الصحيحة لبيانات Kündig التجريبية تعطي انحرافًا مثيرًا للانحراف الأحمر النسبي بين خطوط طنين الانبعاث والامتصاص عن التنبؤ القياسي القائم على التمدد النسبي للوقت. أظهرت النتائج التجريبية الجديدة اللاحقة من خلال الرد على تجربة Kündig انحرافًا أكبر عن التنبؤ القياسي. باستخدام مبدأ التكافؤ (EP) ، الذي ينص على التكافؤ بين "قوة" الجاذبية و القوة الزائفة من ذوي الخبرة من قبل مراقب في إطار مرجعي غير ذاتي (متضمن إطار مرجعي دوار) ، هنا يتم إعادة تحليل الإطار النظري لتجربة دوار موسباور مباشرة في الإطار المرجعي الدوار من خلال معالجة نسبية عامة. سيظهر أن التحليلات السابقة فاتتها تأثير مهم لمزامنة الساعة. بإضافة هذا التأثير الجديد ، فإن السيادة النسبية العامة الصحيحة تتوافق تمامًا مع النتائج التجريبية الجديدة. تم إغفال هذا التأثير لمزامنة الساعة في العديد من الأوراق البحثية ، مع بعض الادعاءات اللاحقة ببطلان نظرية النسبية و / أو بعض المحاولات لشرح النتائج التجريبية من خلال التأثيرات "الغريبة".يوضح التفسير النسبي العام في هذه الورقة ، بدلاً من ذلك ، أن النتائج التجريبية الجديدة لتجربة دوار موسباور هي إثبات جديد وقوي ومستقل للنسبية العامة.


إريك دبليو جريسن

أنا عالم في المرصد الراديوي الفلكي الوطني. كنت متمركزًا في مقر NRAO في شارلوتسفيل ، فيرجينيا لمدة 28 عامًا تقريبًا. أنا الآن منقولة بالكامل إلى مركز عمليات العلوم بيتر ف. دومينيتشي التابع للهيئة الوطنية لإدارة الموارد البشرية (NRAO) في سوكورو ، نيو مكسيكو. وظيفتي الرئيسية في الوقت الحالي هي تطوير وصيانة حزمة البرامج المعروفة باسم AIPS. أنا أيضًا منخرط في مسائل FITS خاصة في تطوير معايير جديدة لتمثيل تنسيق المعلومات. حتى أنني أجد وقتًا لبعض الوقت من الحياة. نسخة نص عادي من سيرتي الذاتية متاحة.

الأخبار الكبيرة حول سوكورو هي أن EVLA هنا. تمت مراجعة كتاب الطبخ AIPS بحيث يتم اعتبار معالجة بيانات EVLA بمثابة المعيار. يتم الآن وصف معالجة بيانات VLA الكلاسيكية الأبسط بكثير في الملحق O. كنت أحد الأشخاص العديدين الذين قاموا بتخفيض مجموعة مبكرة جدًا من البيانات من إصدار WIDAR-0 من الرابط الجديد. كانت الملاحظات على اللب الساخن في وسط أوريون في النطاق K. تم قضاء ساعتين في يوم واحد لتغطية جيجاهرتز واحد مع 8192 قناة لكل 0.125 ميجاهرتز. قضيت ساعتان في اليوم التالي ، تغطي تداخلًا طفيفًا قدره 1 جيجاهرتز ، وقضيت ساعة واحدة في اليوم الثالث في عمل 1 جيجاهرتز أخرى. قدم كارل مينتين تعريفات الخط. يظهر الطيف الكامل الذي حصلت عليه باستخدام AIPS في الملصق الذي يعرض أيضًا أطياف التفجير وصور شدة التدرج لبعض الخطوط الجزيئية. تم استخدام 12 هوائيًا فقط لهذه التجربة. EVLA الكامل مدهش للغاية. وفي يوم من الأيام سوف يلحق البرنامج بالركب.

    : وفاة والدي في 17 مارس 2007. اضغط هنا لمشاهدة النعي والصور

لقد قمت بنشر بحث جديد بعنوان "ملاحظات الفتحة التجميعية للولبية الحلزونية NGC القريبة

6503: نمذجة أقراص HI الرفيعة والسميكة ". بينما قمت بتخفيض البيانات وإجراء قدر كبير من التحليل ، فإن العلم الحقيقي وأسلوب الكتابة العلمية المحسّن هما مساهمات مؤلفة مشاركتي كريستين سبيكنز. الورقة المنشورة متاحة من المجلة الفلكية أو من نسخة محلية pdf (3 ميغا بايت) المسودات المقدمة ، بعد التعليقات الإيجابية والمفيدة من الحكم ، متوفرة بتنسيق PostScript (23 ميجابايت) و pdf (7 ميجابايت).

تتم إعادة فحص اتفاقية تبادل بيانات قياس التداخل FITS (المعروفة سابقًا باسم التنسيق) باعتبارها اصطلاحًا معترفًا به من قبل الاتحاد الفلكي الدولي. تم توثيق هذه الاتفاقية من قبل Chris Flatters في AIPS Memo 102 والتي ، للأسف ، لم تكن مصحوبة بنسخة نصية قابلة للتحرير. لذلك ، اضطررت إلى إعادة كتابة المستند. أثناء القيام بذلك ، قمت بتحديث بعض الأمور ، وصححت مشكلات الصياغة الثانوية ، وأضفت 5 أقسام جديدة لـ 5 جداول جديدة ، 3 منها قيد الاستخدام بالفعل. يجب على الأطراف المهتمة مراجعة مذكرة AIPS 114 الخاصة بي في بوستسكريبت أو بتنسيق pdf. لقد حاولت إبراز الأجزاء التي تم تغييرها باللون الأحمر في هذه المسودة ، بالإضافة إلى التغييرات التي تم إجراؤها بعد التقديم إلى لجنة IAU باللون الأزرق. المسودة الحالية مؤرخة في أغسطس 2011 وتتضمن جدول MODEL_COMPS منقحًا وتعليقات من لورانت سجورمان وبيل كوتون وآخرين. تمت كتابة مذكرة توضح بالتفصيل جداول وبيانات تنسيق AIPS FITS كـ AIPS Memo 117 في PostScript وفي pdf. يرجى مراسلتي عبر البريد الإلكتروني مع التعليقات على هذه المذكرات.

لقد عملت في العديد من المنشورات في عام 2002. لقد قدمت محادثة مدعوة (gzipped 2807999 bytes أو 3895373 bytes غير مضغوطة) حول التصوير واسع النطاق في Classic AIPS في اجتماع URSI الدولي في ماستريخت بهولندا في أغسطس. كانت مصحوبة بورقة قصيرة (665829 بايت). لقد تم نشر فصلين في كتاب معالجة المعلومات في علم الفلك - آفاق تاريخية ، من تحرير أندريه هيك (كلوير ، مكتبة الفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء ، 285). كان أحدها فصلًا عن AIPS (مضغوط 2295579 بايت أو 9459219 بايت غير مضغوط). كان الآخر عبارة عن فصل عن FITS (مضغوط 785182 بايت أو 2948982 بايت غير مضغوط). كان كلاهما خبرات تعليمية ، خاصة عندما كان علي مراجعة الإنجازات العلمية لـ VLA و VLBA. محاضرتي القديمة حول التاريخ المبكر لـ AIPS من Barryfest متاحة أيضًا.

  1. تمثيل إحداثيات العالم في FITS بواسطة Greisen و Calabretta (ملف pdf 246829 بايت من A & A) A & A ، المجلد 395 ، الصفحات 1061-1075
  2. تمثيلات الإحداثيات السماوية في FITS بواسطة Calabretta و Greisen (1279957 بايت ملف pdf من A & A) ، A & A ، المجلد 395 ، الصفحات 1077-1122
  3. تمثيلات الإحداثيات الطيفية في FITS بواسطة Greisen و Calabretta و Valdes و Allen (gzipped 204653 بايت) أو غير مضغوط (551653 بايت) أو pdf (769502 بايت) astro-ph / 0507293، A & A ، المجلد 446 ، الصفحات 747-771

تم تقديم الأوراق الأولى والثانية إلى لجنة أمريكا الشمالية FITS التابعة لـ AAS وتم قبولها بتصويت 15-0 مع عدم تصويت 3. كما وافقت عليهما اللجنتان اليابانية والأوروبية بالإجماع. ثم قبلتها مجموعة عمل FITS التابعة للاتحاد الفلكي الدولي في 18 ديسمبر 2002 بتصويت 14-0 مع عدم تصويت 2. كما تمت الموافقة على الورقة الثالثة من قبل اللجان الإقليمية واللجان التابعة للاتحاد الدولي الفلكي الدولي وتم نشرها. تم العمل على الورقة الرابعة ، لكنها تراجعت أثناء قيامنا بتلميع الأوراق الأول والثاني والثالث.

نص الاقتراح المقدم من ستيف ألين ودوغ مينك بشأن "تسلسل أنظمة التنسيق العالمية FITS" متاح الآن للمراجعة العامة. تم رفع هذا في القائمة البريدية لـ fitswcs في 2002/01/01 وما يليه ومن الأفضل أن يتم تضمينه في الورقة الأولى. ومع ذلك ، شعرنا أن مجتمع FITS لم يكن لديه الوقت الكافي لمراجعته ، ومع ذلك لم نرغب في ذلك مزيد من تأخير ورقة أنا. وبالتالي يتم تقديمه كاقتراح منفصل.


ديسترو استرو

ما الجديد في Distro Astro 3.0:

  • علم الفلك المدرك للموقع:
  • ينتقل علماء الفلك من مكان إلى آخر. يسافرون لمشاهدة الظواهر الفلكية ، أو إجراء برنامج توعية في مكان بعيد ، أو ببساطة رحلة بحثًا عن سماء مظلمة. على أي حال ، سيحتاج كل تطبيق فلكي مفتوح إلى تحديث إعداداته إلى موقعه الجديد.
  • تعتني Distro Astro بهذا من أجلهم. يقوم Distro Astro بتتبع تغيير موقع المستخدم & # 039 s عبر GeoIP أو GPS ، ويحافظ أيضًا على تحديث برامج علم الفلك. بالطبع ، يمكن للمستخدمين إيقاف تشغيله أو حتى تعيين الموقع يدويًا ، ولكن في معظم الحالات يمكنك فقط السماح له بالعمل في الخلفية ونسيانه.

Distro Astro هو نظام تشغيل مفتوح المصدر ومجاني تمامًا تم إنشاؤه خصيصًا لعلماء الفلك وعشاق علم الفلك. يعتمد على التوزيع المجاني الأكثر شيوعًا في العالم و rsquos لنظام Linux و Ubuntu وتم إنشاؤه حول بيئة سطح المكتب MATE.

يتم توزيعها كأقراص DVD حية 64 بت و 32 بت

إنه متاح للتنزيل كصور Live DVD ISO ، مصمم من الألف إلى الياء لدعم كل من أجهزة الكمبيوتر 32 بت و 64 بت ، والتي يجب كتابتها على أقراص DVD أو محركات أقراص USB المحمولة بسعة 4 جيجابايت أو أعلى من أجل التمهيد منها BIOS لجهاز الكمبيوتر.

موجه تمهيد مخصص لعلماء الفلك

من موجه التمهيد ، يمكن للمستخدم بدء تشغيل Distro Astro مباشرة من قرص DVD المباشر باستخدام برامج التشغيل الافتراضية أو في وضع الرسومات الآمن ، وتثبيت Distro Astro على محرك أقراص محلي ، وتشغيل اختبار تشخيص الذاكرة ، وكذلك تمهيد نظام تشغيل موجود من محرك القرص الأول.

بيئة سطح مكتب فائقة السرعة ومألوفة وتقليدية مدعومة من MATE

يبدو أن MATE هو المسؤول عن الجلسة الرسومية داخل Distro Astro ، مما يوفر للفلكيين المتحمسين بيئة سطح مكتب فائقة السرعة ومألوفة وتقليدية تستخدم شريط مهام واحد يقع على الحافة السفلية للشاشة ، حيث يمكنهم تشغيل التطبيقات أو التفاعل مع البرامج قيد التشغيل.

يتضمن عددًا كبيرًا من التطبيقات مفتوحة المصدر المصممة لعلماء الفلك

التوزيع مليء بعدد كبير من التطبيقات مفتوحة المصدر المصممة لعلماء الفلك ، من بينها يمكننا أن نذكر XEphem أو Astronomy Lab 2 أو AstroCC Coordinate Converter أو Cartes du Ciel أو SkyGlobe أو KStars. كما يوفر التحكم بالتلسكوب ، ويدعم معظم التلسكوبات الشائعة من Celestron و Meade و Orion والعديد من الأدوات المفيدة الأخرى.

الحد الأدنى

في الختام ، يعد Distro Astro توزيعًا رائعًا لنظام Linux يتميز ببرامج مجانية مخصصة لاستخدام علم الفلك ، من القباب السماوية والمراصد والباحثين المحترفين إلى هواة الهواة ومصوري النجوم.


المجلد التذكاري لستانلي ماندلستام

كان ستانلي ماندلستام (1928-2016) أحد أكثر منظري الجسيمات تأثيرًا واحترامًا. جاء كمهندس كيميائي شاب من جنوب إفريقيا لدراسة الفيزياء النظرية في إنجلترا ، وسرعان ما أصبح فيزيائيًا رائدًا في مجاله. من خلال فهمه العميق لنظرية المجال الكمي ، كان رائدًا في تطوير نظرية مصفوفة S التحليلية بالإضافة إلى الصيغ المعتمدة على المسار لنظريات القياس الكمي والنسبية العامة الكمومية. يتم استخدامها بنشاط من أجل نظرية الكهروضعيف ولديها بصماتها في نظرية مقياس الشبكة وجاذبية الكم الحلقية. كما أوضح آليات حبس الكوارك في الديناميكا اللونية الكمومية ، وبنى طرق غير مضطربة للبوزنة بأبعاد 1 + 1 ، وأثبت النقاء المضطرب و β= 0 من ن= 4 نظرية يانغ ميلز فائقة التناظر. أدى عمله أيضًا إلى اكتشاف نماذج الرنين المزدوج ، والتي أصبحت بدورها نظرية الأوتار الفائقة. لقد كان رائدًا في هذه التطورات ، حيث كرس الكثير من سنواته الأخيرة لإثبات أن النظرية محدودة بشكل مضطرب بحيث يمكن اعتبارها منافسًا لنظرية الجاذبية الكمية.

كان أيضًا رجلاً متواضعًا وودودًا للغاية ، أثار إعجاب الجميع بذكائه الحاد وإنسانيته. يحتوي هذا المجلد على مقالات كتبها العديد من أصدقائه وطلابه ، بما في ذلك تقارير مفصلة عن إنجازاته العلمية وكذلك ذكرياته الشخصية. كما تم جمع بعض النسخ المعاد طبعها المختارة لأوراق ماندلستام المبكرة وملخصات أوراق مختارة تمثل النطاق الكامل لإسهاماته في المجلد.


شاهد الفيديو: 1983 NATO vs Warsaw Pact - Who would have won WW3 Part 3 (يونيو 2022).


تعليقات:

  1. Mazshura

    Ehhh ... Navayali So Navayali ، حاولت 7 مرات لبدء مدونة ، لكن لا يزال لا شيء ، ولكن بعد ذلك قرأت موقعك وبدأت Kaaaak! والآن لقد قمت بالتدوين لعدة أشهر. Blogger للحصول على دفعة من الطاقة! اكتب المزيد!

  2. Brasil

    تترك الخصائص

  3. Jukora

    ربما هناك

  4. Dasar

    أنت ترتكب خطأ. اكتب لي في رئيس الوزراء ، سنناقش.

  5. Roper

    إنه مجرد تفكير ممتاز

  6. Shaktibar

    ليس الأمر كذلك.



اكتب رسالة