আলবার্ট আইনস্টাইন এবং জিপিএস

.

আমি আলবার্ট আইনস্টাইন একটি বড় ফ্যান. অনেক পদার্থবিদদের একমত হবে যে, তার তত্ত্ব সব আসন্ন অ্যাপ্লিকেশনের সাথে মানবতার ইতিহাসে প্রতিভা এর purest অভিব্যক্তি. এই ক্ষেত্রে, আমরা গ্লোবাল পজিশনিং সিস্টেম সম্পর্কে কথা বলতে (জিপিএস).

জিপিএস 1960-এর দশকে শীতল যুদ্ধের মাঝামাঝি সময়ে মার্কিন সেনা দ্বারা বিকাশ করা হয়েছিল. এটি মূলত নেভিগেশন নেভিগেশন উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়েছিল. আগের সংস্করণে, একটি জাহাজ কেবল একবারে অবস্থানের তথ্য আপডেট করতে পারে. পরের কয়েক দশক ধরে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র আরও স্যাটেলাইট উৎক্ষেপণ করে সিস্টেমটির উন্নতি অব্যাহত রেখেছে. 80 এর দশকে, রেগান প্রশাসন নাগরিক উদ্দেশ্যে জিপিএস প্রযুক্তি উপলব্ধ করার সিদ্ধান্ত নিয়েছে. সমাধানের প্রেরণাটি ছিল ইউএসএসআর এয়ারলাইন্সের কোরিয়ান যাত্রীবাহী বিমান 1983, দুর্ঘটনাক্রমে আলাস্কা থেকে কোরিয়া যাওয়ার পথে সোভিয়েত ইউনিয়নের অঞ্চল ধরে উড়ে যাওয়া.

জিপিএস সিস্টেম নিয়ে গঠিত 24 উচ্চ কক্ষপথে পৃথিবীর চারদিকে উড়ন্ত উপগ্রহ. এই উপগ্রহগুলি প্রায় গতিতে ভ্রমণ করে 14.500 ঘন্টা প্রতি কিমি এবং তাদের কক্ষপথ একটি উচ্চতা হয় 19.000 কিলোমিটার. (তুলনা করা, আন্তর্জাতিক মহাকাশ কেন্দ্রের কক্ষপথের উচ্চতা প্রায় 400 কিলোমিটার). প্রতিটি উপগ্রহের একটি পারমাণবিক ঘড়ি থাকে, যার যথার্থতা 1 ন্যানোসেকেন্ডো. উপগ্রহগুলি এমনভাবে বিতরণ করা হয় যে পৃথিবীর পৃষ্ঠের যে কোনও অংশ থেকে, তাদের মধ্যে কমপক্ষে চারটি দর্শনের লাইনে রয়েছে. গ্রাউন্ডেড জিপিএস রিসিভার (বা একটি উড়ন্ত বিমানে) একটি রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত ব্যবহার করে এই উপগ্রহের সময় এবং অবস্থানের তথ্য প্রাপ্ত করে a 1,575 গিগাহার্টজ.

আপেক্ষিকতা তত্ত্ব ছাড়া, আলবার্ট আইনস্টাইনের জিপিএসের অস্তিত্ব থাকত না. ক্রমবর্ধমান ধারণা যেমন বাড়ার গতিতে সময়কে কমে যাওয়া বা একটি বিশাল বস্তু থেকে স্পেস-টাইম ধারাবাহিক নামক একটি চার-মাত্রিক পদার্থকে বাঁকানো, জিপিএসের ক্রিয়াকলাপের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ. পরিবর্তে পায়ে সঠিকভাবে পরিমাপ (এবং সামরিক জন্য, প্রতি ইঞ্চি) আইনস্টাইনের তত্ত্বগুলি আমলে না নিয়েই, এটি কেবল মাইল পরিমাপ করা সম্ভব হবে. তবে রুটের সঠিক ইঙ্গিতের জন্য এটি যথেষ্ট নয়. খুব অল্প সময়ের মধ্যে, যেমন ত্রুটি জমে এবং পুরো সিস্টেম অকেজো হয়ে যাবে.

জিপিএস রিসিভার আলোর গতিতে প্রচার করতে রেডিও তরঙ্গগুলির যে সময় লাগে তার থেকে প্রতিটি উপগ্রহের দূরত্ব গণনা করতে পারে. সিগন্যালে এনকোড করা তিনটি উপগ্রহের সঠিক দূরত্ব এবং তাদের অবস্থান সম্পর্কে জানতে, রিসিভারের মাইক্রোপ্রসেসর ত্রিপক্ষীয় দ্বারা এর স্থানাঙ্কগুলি নির্ধারণ করতে পারে. ত্রিভুজ ত্রিভুজ একটি আরও জটিল ফর্ম, যা ত্রি-মাত্রিক স্থানের অন্য তিনটি পয়েন্ট থেকে দূরত্বের ভিত্তিতে অবস্থান নির্ধারণ করতে ছেদকৃত ক্ষেত্র ব্যবহার করে. অচলিত রিসিভারের ব্যাকআপ যাচাইকরণ এবং অস্থায়ী সংশোধনগুলির জন্য চতুর্থ স্যাটেলাইটের প্রয়োজন.

অপেক্ষাকৃত স্বল্প দূরত্বে প্রচারিত রেডিও তরঙ্গগুলির ভ্রমণের সময় পরিমাপ করার জন্য অত্যন্ত উচ্চ নির্ভুলতার প্রয়োজন. কয়েকটি ন্যানোসেকেন্ডের মধ্যে জিপিএসের নির্ভুলতা প্রয়োজন. এবং এটি আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার বিশেষ এবং সাধারণ তত্ত্বের কাছে একটি আবেদন প্রয়োজন. বিশেষ আপেক্ষিকতা হ'ল বস্তুগুলি যা উচ্চ গতিতে চলে about, সাধারণ আপেক্ষিকতা মহাকর্ষ তত্ত্ব যখন.

আইনস্টাইন তার বিশেষ আপেক্ষিক তত্ত্ব প্রকাশ করেছিলেন ১৯৯। সালে 1905 এবং চিরকাল মহাবিশ্ব সম্পর্কে আমাদের মৌলিক ধারণা পরিবর্তন করে. তিনি নিউটন এবং সাধারণ জ্ঞানের বিরোধী হিসাবে প্রমাণ করেছিলেন, আলোর গতি, এবং সময় বা দূরত্ব নয়, এটি সত্যই সর্বজনীন ধ্রুবক. তাঁর তত্ত্বটি বলে যে কোনও বস্তুর গতি আলোর গতির কাছে যাওয়ার সাথে সাথে, সময় পর্যবেক্ষকের সাথে সম্পর্কিত হয়ে যায় “অস্থায়ী” পৃথিবীতে. আমি কথাটি হাইলাইট করেছি “অস্থায়ী” উদ্ধৃতিতে, কারণ বাস্তবে অচল কিছু নেই, এবং আমরা বর্তমানে পৃথিবীতে চলেছি, একটি বিস্তৃত ইউনিভার্সে ঘূর্ণিত গ্যালাক্সিতে সূর্যের চারপাশে বিপ্লব তৈরি করা

বিশেষ আপেক্ষিকতার তত্ত্ব অনুসারে, যদি আপনার যমজ ভাই আলোর গতির কাছাকাছি গতিতে কোনও স্পেসশিপে পালিয়ে যায়, আপনার সময় আপনার সাথে ধীর হবে. তিনি এক ঘন্টা পরে ফিরে আসতে পারেন যা তার জন্য কেবল এক ঘন্টা ছিল এবং আপনি কী দেখতে পাচ্ছেন 50 তার চেয়ে বছর বয়সী বড়. সময়ের পার্থক্য পুরোপুরি নির্ভর করে তার গতির আলোর গতির সাথে কতটা কাছাকাছি. এই প্রভাবটি সময় প্রসারণ হিসাবে পরিচিত এবং নিম্নলিখিত লরেন্টজ রূপান্তর সূত্র দ্বারা প্রকাশিত হয়:

ঘুঘু

টি রেফারেন্সের একটি জড়তা ফ্রেমের সময় (একটি সিস্টেমে যা একটি ধ্রুবক গতিতে চলে আসে, উদাহরণস্বরূপ পৃথিবীতে একটি জিপিএস রিসিভার),
টি ‘ রেফারেন্সের অন্য জড় ফ্রেমের সময় (উদাহরণস্বরূপ কক্ষপথে একটি উপগ্রহ),
বনাম দুটি রেফারেন্স সিস্টেমের মধ্যে আপেক্ষিক গতিবেগ,
আলোর গতি.

আলোর গতির তুলনায় আপেক্ষিক গতি যখন ছোট হয়, পূর্বের সূত্রটি টি '= টি তে হ্রাস করে, এটি হ'ল সময় বিসর্জনের অনুপস্থিতি. এটি আমাদের প্রতিদিনের পৃথিবী. কিন্তু আপেক্ষিক গতি যখন আলোর গতির কাছে পৌঁছে যায়, অনন্ত দিকে ঝোঁক (যে, সময় ধীর হয়ে যায় এমনকি আলোর গতিতে থামে). জিপিএস উপগ্রহের গতিবেগে চলার জন্য 14.500 কিলোমিটার all’ora, সময় প্রায় পাস 7000 প্রতিদিন ন্যানোসেকেন্ড পৃথিবীতে প্রাপ্তির সময়ের চেয়ে ধীর.

আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্বকে বিশেষ বলা হওয়ার কারণটি এই তত্ত্বের একটি সীমা ছিল, ত্বরণ শূন্য হয় শুধুমাত্র যখন একটি বিশেষ ক্ষেত্রে কাজ. আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্বের সমীকরণগুলি কেবল তখনই বৈধ হয় যখন কোনও বস্তু একটি ধীরে ধীরে একটি সরলরেখায় সরানো হয় যাতে কোনও ত্বরণ না হয়.

আইনস্টাইন, অবশেষে, বুঝতে পেরেছি যে ত্বরণ এবং মাধ্যাকর্ষণ সমান (তথাকথিত সমতুল্য নীতি). মধ্যে 1915, প্রায় দশ বছর ধরে তার নতুন তত্ত্বের পিছনে গণিতের সাথে লড়াই করার পরে, তার মাস্টারপিস প্রকাশিত, সাধারণ আপেক্ষিকতা. আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্বের গাণিতিক ভিত্তি, টেনসর বিশ্লেষণ হিসাবে পরিচিত, এটি আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্বের চেয়ে অনেকগুণ জটিল. ওভার পরে 200 আধিপত্য বছর, নিউটনের মহাকর্ষ তত্ত্ব আইনস্টাইনের মহাকর্ষের নতুন তত্ত্ব দ্বারা উল্টে গিয়েছিল.

আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্বটি দেখিয়েছে যে বৃহত্তর মাধ্যাকর্ষণ স্থান-কাল ধারাবাহিকের ফ্যাব্রিককে বিকৃত করে. অভিকর্ষ, পাশাপাশি বিশেষ আপেক্ষিকতার তত্ত্বের গতি, সময় প্রসারণ কারণ. জিপিএসের ক্ষেত্রে, মহাকাশের উপগ্রহগুলি পৃথিবীর গ্রহীতার চেয়ে কিছুটা কম মাধ্যাকর্ষণ অভিজ্ঞতা অর্জন করে. তীব্রতার এই পার্থক্যের কারণে, স্যাটেলাইটের জন্য সময় ফুরিয়েছে 45.000 টেরেস্ট্রিয়াল রিসিভারের চেয়ে প্রতিদিন ন্যানোসেকেন্ডগুলি দ্রুত.

আপেক্ষিকতার বিশেষ তত্ত্বটি বলে যে দ্রুত চলমান উপগ্রহের জন্য, সময় ধীর হয়ে যায়, আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্ব উপগ্রহগুলির জন্য এটি সরবরাহ করে, সময় দ্রুত সঞ্চালিত হয় কারণ তারা কম মাধ্যাকর্ষণ অনুভব করে. এই প্রভাবগুলির সংমিশ্রণটি স্থিতিস্থাপক রিসিভারের সাথে সম্পর্কিত উপগ্রহগুলির পক্ষে যায়, সময়ের চেয়ে দ্রুত সময় পার হয় 38.000 (45.000 – 7.000) প্রতিদিন ন্যানোসেকেন্ড. উপগ্রহ দ্বারা নির্গত রেডিও তরঙ্গগুলি প্রায় গতিতে ভ্রমণ করে 30 ন্যানোসেকেন্ডো প্রতি সেমি. এর অর্থ আপেক্ষিক প্রভাব ছাড়াই, প্রতিটি উপগ্রহের দূরত্ব প্রায় বিকৃত হবে 11,5 প্রতিদিন কিমি!

সিস্টেমটি কোনও রেস্তোঁরাার দিকে দিকনির্দেশ দেখায় কিনা তা নির্বিশেষে, পাইলটদের বিশ্বের যে কোনও জায়গায় তাদের অবস্থান সনাক্ত করতে বা হারিয়ে যাওয়া পোষা প্রাণী খুঁজে পেতে সহায়তা করুন, জিপিএস প্রত্যেকের জীবনের বিভিন্ন দিককে প্রভাবিত করে. কেবল মনে রাখবেন যে প্রায় একশো বছর আগে যদি এমন কোনও ব্যক্তি ছিল না যে অনুরাগের সাথে প্রকৃতিটি জানতে চেয়েছিল, এই সব অসম্ভব হবে. "আমি কোন বিশেষ প্রতিভা আছে. আমি কেবল উন্মাদ কৌতুহলী “, আলবার্ট আইনস্টাইন একবার বলেছিলেন.

এটির মাধ্যমে আমি বোধগম্য একটি বিষয় তৈরি করার চেষ্টা করেছি যা সর্বদা তার নিজস্ব রহস্যের আভা বজায় রেখেছিল. আমি অবশ্যই পৃথক দিক থেকে সমস্ত কিছু ব্যাখ্যা করিনি, যারা সত্যই আগ্রহী তারা বিষয়টি আরও তদন্ত করবে, অন্যদের জন্য তারা বলতে পারে যে তারা এ সম্পর্কে কিছু জানে তবে, তাদের গভীর থেকে যাওয়ার ইচ্ছা কখনও ছিল না. 😉

Amilcare গ্রিটিংস

2 প্রত্যুত্তর
  1. theremino
    theremino বলেছেন:

    আমি ইতিমধ্যে এই তত্ত্বগুলির টুকরোগুলি জানতাম, তবে এই প্রথম আমি তাদের সকলকে একত্রিত করতে সক্ষম হয়েছি.
    এবং প্রথমবারের মতো আমি পুরো ব্যাখ্যাটি শেষ পর্যন্ত অনুসরণ করতে সক্ষম হয়েছি.
    এই নিবন্ধটি সত্যিই ভাল লেখা, ধন্যবাদ!

উত্তর দিন

আলোচনায় যোগ দিতে চান?
অবদান নির্দ্বিধায়!

উত্তর দিন