1
00:00:06,760 --> 00:00:10,453
Kaip jūsų išmanieji tiksliai nustato
kur esate?

2
00:00:10,453 --> 00:00:13,756
Atsakymas slypi 19 312 km virš jūsų galvų,

3
00:00:13,756 --> 00:00:18,229
orbitos palydove, kuris 
kvantinės mechanikos pagalba

4
00:00:18,229 --> 00:00:21,406
susieja laiką su atominio laikrodžio 
tiksėjimu.

5
00:00:21,406 --> 00:00:22,436
(Atodūsis)

6
00:00:22,436 --> 00:00:24,425
Panagrinėkime.

7
00:00:24,425 --> 00:00:29,121
Pirmiausia, kodėl taip svarbu žinoti,
koks laikas yra palydove

8
00:00:29,121 --> 00:00:32,149
kai mus domina lokacija?

9
00:00:32,149 --> 00:00:34,359
Pirmas dalykas,
kurį turi nustatyti telefonas,

10
00:00:34,359 --> 00:00:37,696
tai kaip toli jis yra nuo palydovo.

11
00:00:37,696 --> 00:00:40,883
Kiekvienas palydovas pastoviai transliuoja
signalus,

12
00:00:40,883 --> 00:00:45,762
kurie iš kosminės erdvės, šviesos greičiu,
atkeliauja į jūsų telefonus.

13
00:00:45,762 --> 00:00:48,562
Jūsų telefonas įrašo signalo gavimo laiką

14
00:00:48,562 --> 00:00:51,753
ir naudoja jį nustatyti
atstumui iki palydovo,

15
00:00:51,753 --> 00:00:57,717
pasitelkiant paprastą formulę: 
atstumas = c × laikas,

16
00:00:57,717 --> 00:01:03,085
kur c yra šviesos greitis, o laikas parodo
per kiek laiko signalas atkeliavo.

17
00:01:03,085 --> 00:01:04,336
Bet yra problema.

18
00:01:04,336 --> 00:01:06,238
Šviesos greitis neįtikėtinai didelis.

19
00:01:06,238 --> 00:01:09,640
Jei mes gebėtume suskaičiuoti
laiką tik sekundės tikslumu,

20
00:01:09,640 --> 00:01:12,950
visos vietos žemėje ir dar toliau

21
00:01:12,950 --> 00:01:16,102
atrodytų nutolusios nuo palydovo
tokiu pačiu atstumu.

22
00:01:16,102 --> 00:01:20,375
Taigi, kad nustatytume tą atstumą
kelių dešimčių kilometrų tikslumu,

23
00:01:20,375 --> 00:01:24,168
mums reikia 
geriausio kada nors išrasto laikrodžio.

24
00:01:24,168 --> 00:01:27,697
Štai įžengia atominiai laikrodžiai,
kai kurie tokie tikslūs,

25
00:01:27,697 --> 00:01:30,563
kad nepridėtų ir neatimtų nė sekundės,

26
00:01:30,563 --> 00:01:35,603
net jei veiktų dar 300 milijonų metų.

27
00:01:35,603 --> 00:01:38,847
Atominiai laikrodžiai veikia
dėl kvantinės fizikos.

28
00:01:38,847 --> 00:01:41,808
Visi jie turi turėti pastovų dažnį.

29
00:01:41,808 --> 00:01:45,371
Kitaip tariant, laikrodis turi
pakartotinai atlikti veiksmus,

30
00:01:45,371 --> 00:01:49,385
kad pažymėtų ekvivalenčius
laiko žingsnelius.

31
00:01:49,385 --> 00:01:52,731
Taip pat kaip senelio laikrodis 
remiasi pastoviu švytuoklės judėjimu

32
00:01:52,731 --> 00:01:55,847
pirmyn ir atgal, pagal gravitaciją,

33
00:01:55,847 --> 00:01:57,939
atominio laikrodžio tiksėjimas palaikomas

34
00:01:57,939 --> 00:02:03,041
judėjimo tarp
dviejų atomo energijos lygių.

35
00:02:03,041 --> 00:02:06,069
Štai kur pasirodo kvantinė fizika.

36
00:02:06,069 --> 00:02:09,311
Kvantinė mechanika teigia, kad
atomai laiko energiją,

37
00:02:09,311 --> 00:02:13,168
bet jie negali jos turėti kiek panorėję.

38
00:02:13,168 --> 00:02:18,215
Atominė energija gali būti 
tik keleto preciziškai nustatytų lygių.

39
00:02:18,215 --> 00:02:20,300
Mes juos vadiname kvantais.

40
00:02:20,300 --> 00:02:24,402
Palyginimui, galvokite kaip įvažiuojate
į greitkelį.

41
00:02:24,402 --> 00:02:25,730
Didintumėte greitį nuo,

42
00:02:25,730 --> 00:02:32,222
sakykime, 30 km/h iki 110 km/h.

43
00:02:32,222 --> 00:02:34,792
O jeigu turėtumėte kvantinę atomų mašiną,

44
00:02:34,792 --> 00:02:37,778
nedidintumėte greičio nuosekliai.

45
00:02:37,778 --> 00:02:44,495
Vietoj to, staigiai peršoktumėte
iš vieno greičio į kitą.

46
00:02:44,495 --> 00:02:48,768
Atomui keičiantis iš vieno
energijos lygio į kitą,

47
00:02:48,768 --> 00:02:50,183
kvantinė mechanika teigia,

48
00:02:50,183 --> 00:02:54,622
kad energijos skirtumas lygus


49
00:02:54,622 --> 00:02:57,199
dažnio sandaugai su pastoviu dydžiu,

50
00:02:57,199 --> 00:03:02,815
o energijos pakitimas lygus skaičiui,
vadinamam Planko konstanta,

51
00:03:02,815 --> 00:03:05,092
jį padauginus iš dažnio.

52
00:03:05,092 --> 00:03:10,297
Tas dažnis ir yra tai ko mums reikia
atominiam laikrodžiui.

53
00:03:10,297 --> 00:03:16,311
GPS palydovai naudoja cezio ir rubidžio
atomus kaip dažnio standartus.

54
00:03:16,311 --> 00:03:18,651
Cezio 133 atveju,

55
00:03:18,651 --> 00:03:28,846
charakteristinis laikrodžio dažnis yra
9 192 631 770 hercų.

56
00:03:28,846 --> 00:03:31,636
Tai 9 milijardai apsisukimų per sekundę.

57
00:03:31,636 --> 00:03:33,625
Tai tikrai greitas laikrodis.

58
00:03:33,625 --> 00:03:36,005
Nesvarbu koks įgudęs bebūtų
laikrodininkas,

59
00:03:36,005 --> 00:03:38,160
kiekviena švytuoklė, 
apsisukimų mechanizmas

60
00:03:38,160 --> 00:03:42,760
ir kvarco kristalas rezonuoja
šiek tiek skirtingu dažniu.

61
00:03:42,760 --> 00:03:46,969
Kaip bebūtų, kiekvienas cezio 133 atomas
visatoje

62
00:03:46,969 --> 00:03:50,818
virpa tokiu pačiu dažniu.

63
00:03:50,818 --> 00:03:53,261
Taigi, atomonio laikrodžio dėka,

64
00:03:53,261 --> 00:03:57,279
laiką nustatome 1 milijardosios
sekundės tikslumu

65
00:03:57,279 --> 00:04:02,294
ir atstumą nuo palydovo nustatome
labai tiksliai.

66
00:04:02,294 --> 00:04:06,821
Ignoruokim faktą, kad tikriausiai 
esate žemėje.

67
00:04:06,821 --> 00:04:10,327
Mes žinome, kad esate
nustatytu atstumu nuo palydovo.

68
00:04:10,327 --> 00:04:13,187
Kitaip tariant, esate
kažkur ant sferos paviršiaus,

69
00:04:13,187 --> 00:04:15,950
kuris gaubia palydovą.

70
00:04:15,950 --> 00:04:18,137
Pamatuokite atstumą nuo savęs
iki kito palydovo

71
00:04:18,137 --> 00:04:21,218
ir gausite dar vietą sutampančią sferą.

72
00:04:21,218 --> 00:04:22,186
Darykite tai toliau

73
00:04:22,186 --> 00:04:23,793
ir jau po keturių pamatavimų

74
00:04:23,793 --> 00:04:27,269
ir nedidelės korekcijos pagal 
Einšteino reliatyvumo teoriją,

75
00:04:27,269 --> 00:04:33,537
galėsite tiksliai nustatyti
savo lokaciją erdvėje.

76
00:04:33,537 --> 00:04:34,970
Taigi štai ko reikia:

77
00:04:34,970 --> 00:04:37,770
multi-milijardinės vertės palydovų tinklų,

78
00:04:37,770 --> 00:04:39,817
virpančių cezio atomų,

79
00:04:39,817 --> 00:04:41,232
kvantinės mechanikos,

80
00:04:41,232 --> 00:04:42,327
reliatyvumo,

81
00:04:42,327 --> 00:04:43,484
išmaniojo telefono

82
00:04:43,484 --> 00:04:45,727
ir tavęs.

83
00:04:45,727 --> 00:04:47,109
Tai tiek.