¿Cuál es la mejor unidad de medida para la porción de tiempo de un "año luz" no terrestre?

Este mismo problema fue enfrentado por Sagan et al. cuando hicieron los discos de oro para viajar en las sondas Voyager. Decidieron definir el tiempo utilizando la longitud de onda de la luz producida por una transición de espín omnipresente en las moléculas de hidrógeno con las que no estoy familiarizado. Aún así, ¡si es lo suficientemente bueno para Sagan!

Sería igual de natural definir la longitud de esta manera. Según tengo entendido, este microondas de 21 cm de longitud de onda impregna el universo conocido (incluso atravesando nubes de polvo), y la respuesta de intercambio de pila vinculada lo describe como 'notorio'. Una descripción de lo más encantadora. En cualquier caso, la unidad única es conveniente para las mediciones diarias, nuestro año luz hogareño es 2^55 (más o menos) de ellos, y el diámetro del universo conocido es de aproximadamente 2^91 de ellos.

Espero que eso ayude, ¡mucha suerte con la construcción de tu universo!

Aquí hay un enlace Physics.SE que describe los registros de Voyager y la transición de giro H2. Un artículo de Wikipedia está aquí .

Editar: ¡Gracias a Kingledion por la edición de formato, muy apreciada! Vergonzosamente, solo noté al volver a leer que nuestro OP también preguntó sobre un tiempo universal. Para esta misma línea de hidrógeno, un segundo es aproximadamente 1.400 millones de períodos de onda, o (quizás más universal) 3 segundos son aproximadamente 2^32 períodos de onda. 2 ^ 42 (número importante) períodos de olas son aproximadamente 51 minutos, y un año es aproximadamente 2 ^ 55.3 de ellos. Si noviembre y diciembre fueran opcionales, más como 2^55. :)

No hay uno obvio. Hay muchas cosas que se pueden entender e interpretar, pero luego te encuentras con el problema de la traducción de que lo que una civilización puede encontrar intuitivo, otra no lo hará.

Considere convertir "año luz" en otra cosa, como sugiere la vida media de un isótopo dado. Los seres humanos podrían gravitar hacia la definición de una medida universal base, llámela Unidad de distancia estelar, como la distancia que recorre la luz en el vacío en el período de la vida media del isótopo rutenio-106. ¿Por qué ese? Porque su vida media es de 373,59 días, que es solo un poco más que un año terrestre, lo que hace que la Unidad de distancia estelar esté convenientemente cerca del año luz. Una especie en TRAPPIST-1g podría considerar que el tulio-170 es el candidato obvio: con una vida media de 128,6 días (terrestres), es solo un poco más largo que diez de las órbitas del planeta alrededor de TRAPPIST-1 (123,5 días). Eso supone, por supuesto, un sistema de conteo de base 10. Podrían usar otro completamente que cambiaría los números que encontrarían relevantes.

Cualquiera que sea el caso, es bastante fácil traducir una vida media dada a otro idioma de una civilización tecnológica para que sepan de cuál estás hablando, entonces, ¿por qué preocuparse por tratar de asumir que hay algún estándar con el que todos estarán de acuerdo? Si está hablando con otra civilización, asumir que tienen acceso a calculadoras básicas capaces de hacer conversiones es una suposición razonable, y podrán convertir un año luz en cualquier unidad que usen comúnmente.

La longitud de Planck a una gran potencia será suficiente si desea una constante universal que sea realmente universal.

Si desea separarse por completo de las medidas de tiempo no universales, puede medir las cosas en intervalos de la longitud del tablón. Según la página de wikipedia:

Se cree que la longitud de Planck es la longitud significativa más corta, la distancia límite por debajo de la cual las nociones mismas de espacio y longitud dejan de existir. Cualquier intento de investigar la posible existencia de distancias más cortas, realizando colisiones de mayor energía, inevitablemente daría como resultado la producción de agujeros negros. Las colisiones de mayor energía, en lugar de dividir la materia en piezas más finas, simplemente producirían agujeros negros más grandes.

Entonces, es una constante bastante universal, que (suponiendo que la teoría actual se mantenga) se traduciría a cualquier civilización lo suficientemente avanzada como para descubrirla. su valor es$1.616×10^{-35}\ meters$. Bastante convenientemente, hay$5.854×10^{50}\ plank\ lengths$en un año luz , por lo que fácilmente podría crear su propia unidad definida como$10^{50}\ plank\ lengths$y tener una unidad de tamaño similar que esté separada de cualquier medida de tiempo no universal.

El problema con esta respuesta es que usa nuestro (relativamente arbitrario) sistema base 10. Recomiendo cambiar a un sistema de base 2, lo que nos da$~2^{169}\ plank\ lengths$en un año luz. Esto lo puedes redondear a lo que creas conveniente. Recomendaría elegir 128 o 256, ya que ambos son potencias de dos.

Después de esto, el nombre depende de lo que quieras hacer con tu "longitud estándar". En SI es el metro, que es$~2^{34}\ plank\ lengths$. A partir de ahí, escale con prefijos SI hasta llegar a su sustituto para el año luz.

El problema de encontrar una unidad de tiempo universal ha sido abordado por los físicos durante mucho tiempo y la mejor solución actual es exacta a diez cifras significativas. La definición actual del segundo es "la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133" . Por lo tanto ya tenemos una unidad universal de tiempo: el período de esa radiación.

Dado que este período es muy corto, un período de luz será pequeño: alrededor de 0,032612256 metros. Para distancias astronómicas deberíamos usar un múltiplo razonable. Como un año es aproximadamente$2.9·10^{17}$períodos, el exaperíodo luz podría ser una unidad útil (1 exaperíodo luz = 3,44 año luz).

Cabe señalar que el período ya se ha seleccionado para definir el segundo porque se puede medir con gran precisión. Otros fenómenos naturales, como la rotación de la Tierra, no son lo suficientemente regulares o medibles para proporcionar una buena definición de una unidad de tiempo. Eso es cierto para las vidas medias de los isótopos inestables: no se pueden medir con precisión más allá de unas pocas cifras significativas.

Curiosamente, adoptar este período como unidad de tiempo base podría tener algunas ventajas que facilitarían la transición:

• Para los astrónomos, 1 exaperiodo de luz es solo un poco más de un parsec.
• Para los países que aún no están completamente métricos, un período ligero es aproximadamente una décima parte de un pie, por lo tanto, la transición a las unidades de período podría ser más fácil que la métrica.
• Para países métricos, 30 períodos de luz están cerca de 1 metro, más cerca de 3 pies. Por lo tanto, es más fácil convertir unidades métricas e imperiales a períodos que traducir entre unidades métricas e imperiales.

Además, usar el petaperíodo (alrededor de 30 horas) en lugar del antiguo día podría conducir a una mayor cantidad de horas productivas, aunque podría poner algo de estrés en los ciclos circadianos de los terrícolas.

¿Cuál es la mejor unidad de medida para la porción de tiempo de un “año” luz no terrestre?

No hay ninguno, porque el tiempo es relativo :

De acuerdo con la teoría de la relatividad, la dilatación del tiempo es una diferencia en el tiempo transcurrido medido por dos observadores, ya sea debido a una diferencia de velocidad entre sí , o por estar situados de manera diferente en relación con un campo gravitatorio . Como resultado de la naturaleza del espacio-tiempo, un reloj que se mueve en relación con un observador se medirá con un tictac más lento que un reloj que está en reposo en el propio marco de referencia del observador . Un reloj que está bajo la influencia de un campo gravitatorio más fuerte que el de un observador también se medirá con un tictac más lento que el propio reloj del observador.

Incluso los satélites en órbita alrededor de la Tierra exhiben este fenómeno:

Tal dilatación del tiempo ha sido repetidamente demostrada, por ejemplo, por pequeñas disparidades en un par de relojes atómicos después de que uno de ellos es enviado en un viaje espacial, o por relojes en el transbordador espacial que van un poco más lentos que los relojes de referencia en la Tierra, o relojes en GPS. y los satélites Galileo funcionando un poco más rápido.

Por lo tanto, incluso los relojes atómicos a los que se hace referencia en otras respuestas van a funcionar a diferentes velocidades en diferentes planetas y diferentes naves espaciales.

De lo único que podemos estar seguros es de que la flecha del tiempo siempre apunta hacia adelante .

suposiciones

Supongo que estás hablando timey distancedentro del mismo marco de referencia relativo.

hora de la tierra

De Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Second

La definición SI de segundo es "la duración de 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133"

Distancia de la Tierra

De Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Metre

El metro se define como la longitud del camino recorrido por la luz en el vacío en 1/299 792 458 segundo

Esto resulta ser alrededor de 30,66 períodos de Cesio 133

Universo Tiempo/Distancia

Si fuéramos a "comenzar de nuevo" timey distancetodavía podríamos estar basados ​​en Cesio 133. Cualquier cosa que use el resto del universo dependerá de sus tecnologías.

Sin embargo, en lugar de un conteo arbitrario de Cesio 133, probablemente sería algo más universal como$\ 2^x$periodos de Cesio 133.

Puede basar sus prefijos universales en los que se usan en las computadoras. Es decir, en lugar de kilo-, mega-, giga-, usaría bit-, byte-, word-.

Medidas de ejemplo

• 1 metro = Distancia que recorre la luz en 30,66... ​​Períodos de Cesio 133

• 1 medio byte de distancia (~0,5 metros) = Distancia que recorre la luz$\ 2^4$Períodos de Cesio 133

• 1 año luz = distancia que recorre la luz$\ 28.9915 * 10^{16}$Períodos de Cesio 133

• 1 qpalabra de distancia (~63,3 años luz) = Distancia que recorre la luz$\ 2^{64}$Períodos de Cesio 133

• 1 segundo =$\ 9.1923 * 10^9$Períodos de Cesio 133

• Tiempo de 1 palabra (~7,13 µs) =$\ 2^{16}$Períodos de Cesio 133

• 1 tiempo de palabra (~467 ms) =$\ 2^{32}$Períodos de Cesio 133

• 1 qtiempo de palabra (~63,3 años) =$\ 2^{64}$Períodos de Cesio 133

Cesio 133

Solo estoy usando Cesium 133 como referencia porque así es como se define oficialmente un segundo.

Los relojes atómicos de la Tierra están mejorando. No hay duda de que el resto del universo está usando otra cosa. Además, los relojes de cesio 133 pueden no tener una resolución lo suficientemente alta para saltos FTL precisos. Eventualmente, la resolución de tiempo podría tener la resolución de 1 tiempo de tabla, una ligera variación de la respuesta de ACAC.

De Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_clock

Los relojes atómicos experimentales del siglo XXI que proporcionan representaciones secundarias del segundo no basadas en cesio se están volviendo tan precisos que es probable que se utilicen como detectores extremadamente sensibles para otras cosas además de medir la frecuencia y el tiempo. Por ejemplo, la frecuencia de los relojes atómicos se altera ligeramente por la gravedad, los campos magnéticos, los campos eléctricos, la fuerza, el movimiento, la temperatura y otros fenómenos. Los relojes experimentales tienden a seguir mejorando, y el liderazgo en el rendimiento se ha desplazado de un lado a otro entre varios tipos de relojes experimentales.