Kibao hiki ndicho kipimo chenyewe, kilichotenganishwa katika sehemu zake. Chini kushoto kuna obiti nyekundu iliyokolea ya Dunia, na juu yake husogea alama ya buluu: nusu mwaka kwenda, nusu mwaka kurudi. Diski ya dhahabu katikati ya obiti ni Jua, na maandishi chini yake yanasema kuwa nusukipenyo cha obiti hii ndicho kizio cha angani — ndio msingi wenyewe wa pembetatu. Kutoka alama hadi nyota huenea mstari wa kuelekeza wa rangi ya turkuoi, na huonekana jinsi unavyogeuka pamoja na Dunia; mstari wa pili wa vitone umeachwa kwa kulinganisha — huo ndio mwelekeo wa nusu mwaka uliopita. Nyota yenyewe juu kulia hubembea kwa mdundo na kuchora angani duaradufu ndogo sana iliyoonyeshwa kwa vitone vyekundu vilivyokolea: hiyo ndiyo hamisho la paralaksi, na pembe kati ya mistari ya kuelekeza imeandikwa sekunde moja. Kuzunguka humeremeta nyota za uwanja, ambazo dhidi ya mandharinyuma yake hamisho huonekana. Chini ya yote kuna rula ya miaka ya nuru, na alama ya dhahabu juu yake hufika tatu nukta mbili sita — ndivyo miaka ya nuru ilivyo katika parseki moja. Herufi kubwa katikati ni alama, ni ileile katika lugha zote, na chini yake kuna thamani kwa mita.
Umbali · astronomia na kosmolojia
Parseki
Kizio nje ya SI · kipimo: umbali · kimefafanuliwa kwa pembe ya sekunde moja
Njia pekee ya kupima umbali hadi nyota bila kutoka nyumbani ni kusubiri nusu mwaka. Katika muda huo Dunia huhamia upande mwingine wa obiti yake, na nyota iliyo karibu husogea kidogo dhidi ya mandharinyuma ya zile za mbali: kwanza kushoto, kisha kulia. Nusu ya hamisho hilo, ikielezwa kwa sekunde za upinde, huitwa paralaksi, na umbali tayari umo ndani yake. Parseki ndio umbali ule ambao paralaksi yake ni sekunde moja kamili.
Jina nalo linatoka hapa: “paralaksi” jumlisha “sekunde”, vilivyounganishwa mwaka 1913, wakati wanaastronomia walipochoka kuandika maelezo marefu katika orodha zao. Pamoja na jina ulikuja urahisi mkuu: umbali kwa parseki ni sawa na moja kugawanywa kwa paralaksi kwa sekunde, hivyo mtazamaji habadilishi chochote — hugeuza tu namba aliyopima. Parseki moja ina zaidi kidogo ya miaka mitatu ya nuru na kwa usahihi vizio laki mbili na elfu sita mia mbili sitini na nne nukta nane vya angani.
Pembe hapa ni ndogo mno kwa kutisha: sekunde moja ni sarafu ya sentimita mbili inayotazamwa kutoka kilomita nne, na hata nyota iliyo karibu zaidi ina paralaksi chini ya sekunde moja. Ndiyo maana historia yote ya kizio hiki ni historia ya vyombo vinavyoweza kuona mtetemo unaozidi kuwa mdogo: Bessel mwaka 1838 alinasa theluthi ya sekunde, satelaiti Hipparcos katika miaka ya tisini ilifika elfu moja ya sekunde, na Gaia hupima sehemu za elfu mia moja ya sekunde, ikisukuma mpaka wa kipimo cha moja kwa moja hadi ukingo mwingine wa Galaksi.
Alama huandikwa kwa herufi ndogo za Kilatini bila nukta: pc, na vivyo hivyo na viambishi — kpc, Mpc, Gpc, ambapo kiambishi hubaki na ukubwa wake wa herufi. Kwa Kirusi huandikwa «пк», na haipaswi kuchanganywa na «пс», yaani pikosekunde. Baada ya namba kizio hubaki vilevile: “kiloparseki nane hadi kitovu cha Galaksi”.
Parseki ni umbali, si wakati wala si kasi, ingawa sinema iliwahi kudai kinyume: Han Solo alijigamba kwamba alipitisha njia ya Kessel kwa chini ya parseki kumi na mbili, na sentensi hiyo ikaifanya dosari hiyo isisahaulike. Parseki pia haipaswi kuchanganywa na mwaka wa nuru: parseki moja ina zaidi kidogo ya miaka mitatu ya nuru, na wanaastronomia huipendelea ya kwanza kwa sababu inatokana moja kwa moja na pembe iliyopimwa, ilhali ya pili inadai kujua kasi ya nuru na urefu wa mwaka.
01 · Ufafanuzi
sekunde moja ya upinde — parseki mojaParseki ni umbali ambapo nusukipenyo cha obiti ya Dunia huonekana kwa pembe ya sekunde moja ya upinde. Fasili imewekwa kwa usahihi: parseki moja ni sawa na laki sita na elfu arobaini na nane kugawanywa kwa pai vizio vya angani, na kwa kuwa kizio cha angani chenyewe tangu 2012 ni idadi kamili ya mita, parseki nayo ni kamili.
Kizidishi kinaonekana cha kitendawili, lakini kinatokana na trigonometria rahisi: radiani moja ina sekunde laki mbili na elfu sita mia mbili sitini na nne na kidogo zaidi, na namba ileile hupatikana ukigawanya laki sita na elfu arobaini na nane kwa pai. Kwa pembe ndogo kiasi hicho tanjenti ni sawa na pembe yenyewe, hivyo uhusiano mzito hupunguka hadi lile lililofanya kizio kibuniwe: umbali kwa parseki ni kinyume cha paralaksi kwa sekunde.
Uhusiano huu wa kinyume hufanya kazi kwa urahisi wa kushangaza na kwa ukatili wa kushangaza vilevile. Kwa urahisi, kwa sababu mtazamaji anayepata paralaksi kwa mia moja ya sekunde husoma mara moja umbali kwa mamia ya parseki. Kwa ukatili, kwa sababu hitilafu linganishi ya umbali ni sawa na hitilafu linganishi ya pembe, na pembe hupungua sambamba na umbali: mbali mara mbili — mtetemo nusu, na usahihi mbaya mara mbili kwa chombo kilekile.
Ndiyo maana njia ya moja kwa moja daima ina upeo wake, na anayeuweka si fizikia bali uwezo wa chombo kutenganisha. Darubini za ardhini zilifanya kazi kwa uhakika hadi makumi kadhaa ya parseki, Hipparcos ilisukuma mpaka hadi mia moja, Gaia hadi makumi ya maelfu, na zaidi ya hapo hazichukui tena pembe bali mishumaa ya kawaida: nyota za Sefeidi, supanova na ngazi nzima ya kosmolojia, ambayo kidato chake cha kwanza bado husahihishwa kwa paralaksi.
Nusu mwaka kwenda, nusu mwaka kurudi
Katika dirisha la kushoto anga inaonekana kama chombo kilichochaguliwa kinavyoiona: nyota ya dhahabu huzunguka polepole duaradufu nyekundu iliyokolea kwa sababu Dunia husogea katika obiti yake, huku nyota hafifu za mandharinyuma zikibaki tuli. Ukubwa wa duaradufu ndio paralaksi, na kadiri nyota ilivyo mbali ndivyo unavyopungua; duara linalozunguka nukta ya dhahabu huonyesha chombo kinavyoweza kutofautisha nafasi kwa unyeti kiasi gani — duaradufu ikizama ndani ya duara hilo, hakuna tena cha kupima. Kulia kuna kipimo kilekile kwenye grafu: mkondo wa turkuoi ni utegemezi wa kinyume wa paralaksi kwa umbali, mstari mlalo ni usahihi wa chombo, na utepe wima huonyesha mpaka ambapo zaidi yake hitilafu ya umbali hupita sehemu ya kumi. Vitufe hubadilisha kati ya vyombo vya nyakati mbalimbali, na huonekana jinsi katika miaka mia mbili mpaka wa kipimo cha moja kwa moja ulivyohama kutoka makumi ya parseki hadi makumi ya maelfu.
02 · Kubadilisha
umbali · pembe · mipangilio ya UlimwenguKutoka pembe hadi mita na kurudi
Mabadiliko yote katika kichupo cha kwanza ni sahihi, kwa sababu kizio cha angani, parseki na mwaka wa nuru vinafafanuliwa kwa namba zilizowekwa, si kwa vipimo. Vinavyobaki vya kukadiria ni umbali hadi vitu vyenyewe — ndivyo hasa vinavyopimwa.
Kichupo cha pili hubadilisha umbali kuwa pembe na kinyume chake, cha tatu hutandaza mpangilio kutoka jirani ya nyota hadi mpaka unaoonekana.
Uhusiano wa kinyume kati ya pembe na umbali hujifanya wa hila pale hitilafu zinapokuwa kubwa: kama paralaksi imepimwa kwa usahihi mbaya kuliko asilimia ishirini, kugeuza kwa njia rahisi hutoa umbali uliozidishwa kwa utaratibu, na wanaastronomia huhamia makadirio ya kitakwimu. Katika mipangilio ya kosmolojia neno “umbali” lenyewe hugawanyika kuwa vipimo kadhaa tofauti, kwa sababu Ulimwengu hutanuka wakati nuru ingali njiani.
| Kiasi | Thamani | Maelezo |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Vifaa vya kupima
heliomita · Hipparcos · Gaia · interferomita ya redioMiaka mia mbili ya kuifukuza sekunde moja
Heliomita na subira
Chombo cha Bessel kilitengenezwa hivi: lenzi ya mbele ilikatwa vipande viwili, na nusu hizo ziliweza kusogezwa kwa parafujo, ili taswira ya nyota inayochunguzwa ipatane na taswira ya nyota jirani. Tofauti ya visomo vya parafujo ilitoa pembe kati yao, na kwa kuwa kilichopimwa ni tofauti hasa, mtetemo wa hewa na hitilafu za kusawazisha vyote viliondoka katika matokeo. Mwaka mzima wa uangalizi mfululizo — na ikawa wazi kwamba nyota sitini na moja Cygni huchora angani duaradufu yenye ukubwa wa theluthi ya sekunde.
Satelaiti Hipparcos
Adui mkuu wa astrometria ni angahewa, na iliwezekana kuishinda tu kwa kutoka nje ya hewa. Hipparcos ilizunguka polepole, ikiangalia kwa uwanja wa kuona miwili kwa wakati mmoja pande tofauti za anga, hivyo ikapima pembe kubwa kati ya nyota zilizo mbali kutoka kwa nyingine, na kutoka pembe hizo orodha moja ilishonwa. Matokeo: nyota laki moja na elfu kumi na nane zenye paralaksi kwa usahihi wa takriban elfu moja ya sekunde, na usahihishaji wa kwanza wa kuaminika wa mpangilio wa umbali katika Galaksi.
Gaia na mikrosekunde za upinde
Mpaka wa sasa wa kipimo cha moja kwa moja umewekwa na chunguzi Gaia: kwa nyota zing'aazo hubainisha paralaksi kwa usahihi wa takriban milioni ishirini ya sekunde, yaani mara hamsini bora kuliko Hipparcos. Hii huipeleka njia ya moja kwa moja kutoka jirani ya Jua hadi mpangilio wa Galaksi nzima: kwa nyota iliyo ukingo wa pili paralaksi bado hupimika, ingawa kwa hitilafu inayoonekana. Lakini usahihi hushuka sambamba na ung'aavu, hivyo orodha si sawa kila mahali: kwa nyota hafifu pembe hujulikana vibaya zaidi kuliko kwa zing'aazo.
Interferomita ya redio yenye msingi mrefu mno
Katika eneo la redio utenganishi wa pembe hautegemei ukubwa wa kioo bali umbali kati ya antena, hivyo mtandao wa darubini uliotapakaa mabara mbalimbali hutofautisha maelezo ya makumi kadhaa ya mikrosekunde za upinde. Vinavyotazamwa si nyota zenyewe, bali vyanzo vya mesa vilivyoshikamana katika maeneo yanapozaliwa nyota — nafasi yake hupimika kwa usahihi wa pekee. Hivyo ndivyo zilivyopatikana paralaksi za vitu vilivyo upande wa mbali wa Galaksi, na wakati huohuo astrometria ya macho ikahakikiwa kwa njia isiyotegemea kabisa.
05 · Kanuni za kuandika
herufi ndogo, viambishi, kizio cha umbaliKwa parseki hupimi wakati
Alama ina herufi ndogo mbili, viambishi huwekwa mbele yake kwa kanuni za kawaida, na kipimo hubaki umbali daima. Na kama katika maandishi paralaksi imetolewa, ni vyema kusema imetolewa kwa sehemu zipi za sekunde: elfu moja au milioni moja.
Dosari ya kwanza ni maarufu duniani kote na inadumu kwa sababu sentensi ya filamu baadaye ilielezwa kwa sifa za kusafiri katika hyperspace. Ya pili hubadilisha parseki kuwa pikosekunde, na namba zinazozitenganisha hutofautiana kwa mipangilio ishirini na nane. Ya tatu huvunja ukubwa wa herufi: “P” kubwa ingemaanisha peta, na “Pc” haimaanishi chochote. Ya nne huacha pembe bila kizio, ingawa paralaksi huchapishwa mara kwa sekunde, mara kwa elfu moja zake. Ya tano hubadilisha umbali kuwa wakati: nuru kweli huvuka parseki moja kwa miaka mitatu na robo, lakini parseki yenyewe hupimwa kwa mita, si kwa miaka.
06 · Vipimo jirani
kizio cha angani · mwaka wa nuru · hamisho jekunduParseki ina vizio viwili jirani vya urefu na kipimo kimoja kinachokichukua nafasi katika mipangilio mikubwa. Viwili vya kwanza hutofautiana kwa asili: kimoja kinatoka katika Mfumo wa Jua, kingine katika kasi ya nuru. Cha tatu si urefu tena, bali sifa ya nuru inayowasili.
Nusukipenyo cha obiti ya Dunia, ambacho parseki hutokana nacho. Tangu 2012 ni sawa na idadi kamili ya mita, na parseki ikarithi ukamilifu huo: kutokuwa na uhakika kote hubaki katika pembe zilizopimwa, si katika fasili.
Umbali ambao nuru huvuka katika mwaka mmoja wa Julio. Katika makala za kisayansi karibu hautokei, lakini katika maandishi ya kawaida hauna mbadala, kwa sababu husema mara moja tunaangalia mbali kiasi gani katika yaliyopita.
Katika mipangilio ya kosmolojia huchapishwa hili, si parseki: wakati nuru ilipokuwa safarini, anga ilinyooshwa, na umbali mmoja hugeuka kuwa umbali kadhaa tofauti. Hamisho jekundu hupimwa moja kwa moja na hivyo ni la kuaminika zaidi kuliko wowote kati yao.
07 · Sehemu ya kihistoria
kumbukumbu · 1838 → 1913 → 1993 → leoNeno lililounganishwa kutoka pembe na nyota
{title}
{text}
Mkondo wa turkuoi ni paralaksi, inayoshuka kinyume sawia na umbali. Mstari mlalo mwekundu uliokolea ni kile chombo kinachoweza kutenganisha. Sehemu wanapokutana hutoa mstari wa vitone wa dhahabu: kulia kwake pembe iliyopimwa tayari ni ndogo kuliko hitilafu yake yenyewe, na umbali lazima ukadiriwe badala ya kupimwa. Astrometria yote ya karne mbili ilijishughulisha na kushusha mstari mwekundu na kusukuma ule wa dhahabu kulia.
Kizio ambacho kipimio chake ni jiometria
Katika orodha ya Simetrium hii ni mfano adimu: kizio ambacho hakina na hakiwezi kuwa na kipimio cha kimwili — na hakipotezi chochote kwa hilo. Parseki hufafanuliwa kijiometria: chukua msingi unaojulikana, chora pembe ya sekunde moja — na umbali hujitokeza wenyewe. Kinachopaswa kuhifadhiwa si kipimio, bali namba mbili: urefu wa kizio cha angani na idadi ya sekunde katika radiani moja, na zote mbili zimewekwa kwa usahihi, hivyo kizio chenyewe kinajulikana kwa ukali wote unaowazika.
Kutokuwa na uhakika hakukai katika kizio, bali katika vipimo: pembe ya mia moja ya sekunde lazima ivuliwe kutoka hewa inayotetemeka au kutoka data ya satelaiti, na kazi yote ya mwanaastrometria ni vita vya sehemu za mwisho za pembe hiyo. Uzuri wa njia hii ni kwamba haitegemei chochote zaidi ya jiometria: si kielelezo cha nyota, si dhana kuhusu mng'ao wake, si kosmolojia. Ndiyo maana paralaksi ni kidato cha kwanza cha ngazi ya umbali, na kila kingine — Sefeidi, supanova, hamisho jekundu — husahihishwa kwa msingi wake.
Hapa ndipo penye nafasi ya parseki katika sayansi: si kizio kikubwa zaidi wala si sahihi zaidi, lakini ndicho cha kweli zaidi. Ndani yake kumeandikwa hasa kile mtazamaji alichopima kweli — pembe ambayo kwayo obiti ya sayari yake mwenyewe huonekana. Astronomia ilijaribu zaidi ya mara moja kuzungumzia umbali kwa namna nyingine, bila kujifunga na kitu kinachopimika, na kila mara ilirudi kwenye pembetatu hii yenye sekunde moja kileleni.
Orodha · vipimo
Karatasi kwa kila kipimo
Vipimo saba vya msingi vya SI, ishirini na viwili vinavyotokana vyenye majina yao, na vipimo vya nje ya mfumo ambavyo bila vyake wala teknolojia wala kalenda visingefanya kazi.
Astronomia na umbali
karatasi iliyofunguliwa imeangaziwaVipimo vya msingi vya SI
vimeangaziwa vizio ambavyo kwavyo parseki huelezwaVitu na paralaksi zake
pembe, miaka ya nuru na mipaka ya vyombo vimehesabiwa na karatasi| Kitu | umbali | paralaksi | miaka ya nuru | Hipparcos | Gaia | Kimepimwa kwa nini |
|---|---|---|---|---|---|---|
| {name} | {d} | {plx} | {ly} | {hip} | {gaia} | {how} |
Safu mbili za mwisho ni hitilafu linganishi ya umbali ambayo vyombo vya nyakati mbili vingetoa: elfu moja ya sekunde kwa Hipparcos na milioni ishirini kwa Gaia. Kutoka hapo huonekana mpaka wa njia ya moja kwa moja unapopita katika kila kipindi: hadi Kilimia hata Hipparcos ilifika kwa uhakika, kitovu cha Galaksi kilifikika kwa Gaia tu, na kwenye Andromeda paralaksi huacha kufanya kazi hata kwake — hapo Sefeidi huchukua nafasi.