천문학 자들은 왜 천문 거리를 측정하기 위해 미터를 사용하지 않습니까?


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천문학에서 거리는 일반적으로 광년, 천문 단위 (AU), 파섹 (parsec) 등과 같은 비 메트릭 단위로 표현됩니다. 거리? 미터는 원자 크기를 측정하기 위해 입자 물리학에서 이미 사용 되었기 때문에 왜 우주에서 장거리를 측정하기 위해 천체 물리학에서 사용될 수 없었습니까?

예를 들면 다음과 같습니다.

  • ISS는 지구에서 약 400km 정도 궤도를 돌고 있습니다.
  • 태양의 지름은 1.39Gm (기가 미터)입니다.
  • 안드로메다 은하까지의 거리는 23 Zm (제타 미터)입니다.
  • 가장 먼 지점에서 명왕성은 태양에서 5.83 Tm (테라 미터)입니다.

편집 : 일부는 미터가 너무 작아서 거리를 측정하기에 직관적이지 않다고 대답했지만, 이것이 문제가되지 않는 많은 상황이 있습니다.

  • 바이트는 거대한 양의 데이터를 측정하는 데 사용됩니다 (예 : 테라 바이트 (1e + 12) 또는 페타 바이트 (1e + 15)).
  • 큰 폭발로 방출 된 에너지는 일반적으로 그램 (1e + 12)을 기준으로 메가톤으로 표시됩니다
  • SI 단위 Hertz는 네트워크 주파수 또는 프로세서 클럭 속도를 측정하기 위해 기가 헤르츠 (1e + 9) 또는 테라 헤르츠 (1e + 12)로 표시됩니다.

계량기를 사용하지 않는 주된 이유가 역사적이라면 SI- 단위가 천문학의 표준이 될 것으로 예상하는 것이 합리적입니까? 예를 들어 대부분의 세계가 일상적인 측정을 위해 기본 단위에서 SI 단위로 전환 했습니까?


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그렇게하는 것은 유용하지 않기 때문입니다.
eyeballfrog

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Angstrom 또는 Fermi는 무엇이라고 생각하십니까? 아니면 헛간? 물리학 자들은 항상 같은 이유로 SI에 물건을 명시하지는 않습니다.
Rob Jeffries

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같은 이유로 곡물이 아닌 KG로 쌀을 구입합니다.
dotancohen

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단위가 측정 대상과 관련되기를 원하기 때문입니다. 내가 판자 길이 라고 말하면, 내가 얼마나 키가 큰지 알아볼 수 있습니까? 1.131035
Dmitry Grigoryev의

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@MartinArgerami 사실이지만, 누군가가 키가 57 피트라고 말하면 즉시 실수를 발견 할 것입니다 (그리고 나는 키가 18 미터라고 말하면 미국인이 나를 믿지 않을 것이라고 생각합니다). 널빤지 길이의 경우, 큰 규모의 실수조차 분명하지 않을 수 있습니다.
Dmitry Grigoryev

답변:


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@ HDE226868의 답변 외에도 역사적 이유가 있습니다. 레이더 범위를 사용하여 태양계에서 거리를 찾기 전에 지구에서 태양까지의 거리를 찾기 위해 다른 영리한 방법을 사용해야했습니다. 예를 들어, 태양 표면을 가로 지르는 금성 통과 측정 . 이 방법들은 오늘날 이용 가능한 것만 큼 정확하지는 않으므로 불확실하지만 고정 된 지구-태양 거리의 관점에서 시차 측정에 기반한 거리를 지정하는 것이 합리적입니다. 이렇게하면 향후 측정으로 인해 변환 값이 AU에서 미터로 변경되는 경우 종이와 교과서의 수를 변경할 필요가 없습니다.

이러한 교정 불확실성은 큰 표본 크기를 사용하여 해결할 수없는 분석에 상관 오류를 발생 시킨다는 것은 말할 것도 없습니다.

나는 실제 역사에 대해 권위있게 말할 수는 없지만 태양계 측정은 모두 처음에 지구 / 태양 거리 측면에서 이루어졌습니다. 예를 들어, 작은 형상은 최대 태양 신율에서 AU의 금성 및 수성 궤도의 크기를 제거하는 것이 매우 간단하다는 것을 보여줍니다. 나는 그들이 어떻게 화성의 궤도 반경 등을 해결했는지는 모르겠지만, AU가 알려지기 훨씬 전에 AU에서 거의 확실하게 이루어졌으며 MKS 시스템이 존재하기 전에는 모두 표준화되었습니다.

tanπangle=1AUD.
D
D1parsec=π180×60×60tan(πangleπradians180×60×60arcsec).
1parsec=180×3600πAU

천문학자는 또한 cgs로 알려진 mks / SI 단위의 가까운 사촌에 대해 현저한 선호를 가지고 있습니다 . 내가 알 수있는 한, 이것은 쿨롱의 상수를 1로 설정하여 계산을 단순화하기 때문에 전자석에 대해 "가우스 단위"부분을 좋아하는 분광학 자의 영향 때문입니다.


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나는 이것이 정답이라고 말하고 있지만 HDE 226868은 그렇지 않다. 인간의 이해도 측면에서, 태양계를 측정하는 것은 AU가 기가 미터 (또는 아마도 테라 미터, 1 AU ≈ 150 Gm = 0.15 Tm)로 측정하는 것보다 직관적이지 않습니다. 그러나, 비 메트릭 단위는 여전히 역사적 관성으로 인해 지속되며, 일부 단위는 해당 단위 자체의 길이보다 더 정확하게 일부 단위로 거리를 측정 할 수있는 경우에 더 편리하다는 사실 (그리고 때로는 더 편리함) 미터 단위로 측정하십시오.
Ilmari Karonen

3
나는이 답변을 좋아한다. 스텔라 거리를 선호하는 척도는 파섹이라고 언급함으로써 그것을 연장 할 수있다. 왜냐하면 그것은 AU로 정확하게 계산 될 수 있기 때문이다. (648000 AU = \ pi parsec)
James K

3
이러한 상황에 대한 또 다른 역사적 유사점은 화학에서 비롯된 것으로서, 물질의 특정 분자 수보다는 물질의 "몰"에 대해 이야기하는 것이 선호됩니다. 두더지의 수가 표현하기 위해 과학적 표기법을 요구할 가능성이 적은 것은 아닙니다. 또한 놀랍게도 오랫동안 (20 세기 초까지) 화학자들은 실제로 얼마나 많은 분자가 몰에 있는지 알지 못했습니다.
Michael Seifert

3
일반적으로 물리학자는 원시 숫자를 좋아하지 않습니다. 그들은 시스템의 어떤 속성을 나타내는 차원없는 숫자로 수량을 표현하는 것을 정말로 좋아합니다. 사물에 대해 추론하기가 더 쉽습니다. 따라서 행성계를 고려하고 있다면, AU에서 일하는 것 (즉, 지구 궤도의 배수로 거리를 표현하는 것)은 매우 합리적인 일입니다.
drxzcl

1
천문학 자들은 시차 각에 pi_angle을 심각하게 사용하지 않습니까? 잠재적으로 혼란스러운 것 같습니다 =).
Chris Chudzicki

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나는 또한 그것이 인간의 마음에 도달 할 수있는 물질을 만들도록 제안한다.

나는 엄청나게 크거나 작은 숫자로 작업 할 수 없습니다. 그들은 의미를 전달하지 않습니다.

그러나 1 AU는 미터 단위의 의미를 정확히 알지 못하더라도 의미 가 무엇인지 알고 있으며 마음에 편리한 척도입니다.

마찬가지로 우리가 별의 거리에 대해 이야기 할 때, 거리는 미터 (또는 AU)로 어떤 용도로 사용됩니까? 광년으로 작업하는 것이 더 합리적입니다. 다시 말해 대부분의 사람들은 미터가 정확히 무엇인지 모르더라도 그 의미를 알고 있습니다.

그리고 우리가 우주에 갈 때 당신은 과거의 거대한 시간 에 대해서도 이야기하고 있습니다 . 그래서 광년은 여기서 두 가지 의미를 전달합니다. 거리를 미터 단위로 말하면 시간이 얼마나 지 났는지 즉시 알려주지는 않습니다.

그래서 저는 그것이 편의성과 이해에 관한 문제라고 생각합니다.


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바이트는 어떻습니까? KB, MB, GB, TB, PB 등 매우 큰 수의 바이트를 사용하는 데 문제가있는 사람은 없습니다. 아무도이 단위가 직관적이지 않거나 크기가 한계를 초과하면 완전히 다른 단위가 필요하다고 생각하지 않습니다. 왜 이것이 미터 및 큰 측정과 관련하여 다른지 잘 모르겠습니다.
Arne

2
KB, MB, TB 등은 대부분의 사람들이 전혀 이해하지 못한다고 생각합니다. 바이트는 무엇입니까? 결핵이란 무엇입니까? 대부분의 경우 마케팅 레이블 이상의 역할을합니다. 나는 그들을 이해하는 유일한 사람들은 전문가들이라고 생각합니다. 그리고 컴퓨터 유형 (유죄)에 대한 측정은 매우 간단합니다. YMMV.
StephenG

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@Arne : 컴퓨터 과학 전공으로서, 우리 (컴퓨터 과학자)는 메모리에 대해 비 SI 바이트를 사용한다는 점을 지적하고 싶습니다. KB, MB, GB, TB, PB 등은 SI 단위가 아닙니다. 예를 들어 SI 시스템에서와 같이 1000이 아닌 1MB = 1024KB입니다. 우리는 기본 10이 아닌 기본 2를 사용합니다.
sharur

3
킬로바이트 해당 MIB를 @pipe ...있는 정의에 의해 베이스 (2). KB, MB, ...는 모호하며 일반적인 사용법으로 base-2 또는 base-10을 사용할 수 있습니다.
CVn

6
@pipe : 반대로, base 2는 가장 기본적인 수준으로 하드웨어에 내장되어 있습니다. 경계선 사기는 10의 거듭 제곱을 사용하여 메모리 크기를 과장하는 마케팅 담당자입니다.
jamesqf

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다른 답변과 함께, 특히 다른 은하까지의 거리를 측정 할 때 한 가지 다른 이유가 있습니다.

다른 은하까지의 거리를 언급 할 때, 천문학 자들은 길이 단위의 거리를 거의 언급하지 않으며, 적색 편이 ( z ) 를 사용하는 경향이 있습니다 . 이 단위는 실제로 길이의 단위가 아니고 (크기가 없는 파장의 비임) 거리로 선형 변환하거나 ( z = 2z = 1의 두 배 는 아니고 ), 적색 편이 사이에 예외 변환도 없습니다 그리고 거리 (그것은 당신이 가정하는 우주의 모델에 달려 있습니다).

레드 시프트는 매우 정확하게 측정 될 수 있기 때문에 사용됩니다. 별 또는 은하 스펙트럼에는 우리가 방출하는 정확한 파장을 알고있는 특징이 있으므로 적색 편이는 다음과 같이 정확하게 계산할 수 있습니다.

z=λobsλem1

이것은 관찰 된 정확한 (실험 오류 내) 속성입니다. 거리에이를 변환하는 것은 혼란 : 당신은 객체가 우리에게서 떨어져 거리에 대해 이야기하고 즉시 지금 , 또는 당신이 볼 수있는 광자가 방출 될 때 즉시 , 또는 거리 당신이 여행을 볼 수있는 광자? 허블 (우주) 확장뿐만 아니라 지역 이동을 고려하고 싶습니까? 이것에 우주의 모양, 우주의 팽창 속도, 우주의 팽창 변화 속도 (어두운 에너지 / 허블 상수 / 기타 효과)를 더하면 실제 거리로의 변환은 문제가 발생하기 때문에 어떤 유형의 전환과 가정을 정확하게 정의해야합니다. 잘 정의 된 측정하기 쉬운 적색 편이로 유지하는 것이 더 쉽습니다.

모든 다른 유형의 우주적 거리와 그 계산을 요약 한 좋은 (도 수준의) 작업은 Hogg 2000 입니다.


Jonathan : Hogg 소개에서 모든 거리가 널 방사형 선을 따라 측정 되었습니까? 중력 렌즈가 떠올랐다 ... 분명히 광자가 관찰자로서 끝났다는 의미에서, 나는 "곡선 된 후에는 원칙적으로 절대적인 의미가 아니라 차이는 무시할 수있다"고 기대할 것이다. ". 나는 내가 의미하는 바가 분명하기를 바랍니다.
Alchimista

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아직 언급되지 않은 또 다른 이유 :

이러한 거리에 사용할 수있는 SI 접두사가 없습니다.

단위를 사용하려면 너무 많은 선행 또는 후행 0없이 특정 수량을 표현할 수있는 무언가가 필요합니다. 인간의 키는 1,670,000 μm, 박테리아의 크기는 0.000 02 m로 표현하지 않습니다.

접두사 테이블 을 살펴보면 giga와 tera가 1960 년에 처음 정의 된 것을 볼 수 있습니다 . 그러나 정의에는 사용법이 포함되어 있지 않으며 그 정의는 정확히 8 자형비슷합니다 . 정의로 존재하지만 아무도 그것을 사용하거나 존재를 알지 못합니다. 90 년대 물리학에 관한 학문적 연구 (!) 는 도입 30 년 후에도 널리 알려지지 않았습니다. 여전히 많은 과학자들이 기가 또는 테라를 전혀 사용하지 않습니다. gerrit의 힌트 : 물리학 자들은 giga / tera- 접두사를 가진 주파수를 사용했습니다.

그런 다음 1AU는 150 기가 미터 또는 0.15 테라 미터입니다. 광년을 사용하는 경우 1 광년은 이미 9500 테라 미터이며 이는 편리한 단위가 아닙니다. 30 년 후 그들은 마침내 유용한 메트릭 접두사를 소개했지만, 여전히 엑사, 페타, 요타 또는 제타를 사용하는 사람을 찾아야합니다.


의견은 긴 토론을위한 것이 아닙니다. 이 대화는 채팅 으로 이동 되었습니다 .
called2voyage

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아마도 시간을 거슬러 올라가서 왜 큐빗 (팔뚝 길이), 리그 (거리가 1 시간 걸음), 발 (미터-지구 사분면의 천만 분의 1) 일까? 이 목록이 아님) 등의 거리 단위로 선택 되었습니까?
그것들은 측정 할 거리와 비슷한 규모로 동시에 쉽게 이해하고 재현 할 수있었습니다.
따라서 현대 세계에서 사람들은 초기에 이러한 특성을 가진 추가 거리 단위를 선택했습니다.

이 새로운 단위가 호의를 얻고 논문, 교과서 등이 작성되면 제거하기가 어려우며 일부는 "왜 귀찮게합니까?"라고 말할 것입니다.


4

나는 그것이 당신의 나라에 어떻게 있는지 모르지만, 여기 러시아에서 천문 기사와 뉴스는 종종 킬로미터, 백만 킬로미터, 10 억 킬로미터, 1 조 킬로미터 등의 천문 거리를보고합니다. 우리는 기가 미터, 페타 미터와 같은 단위를 사용하지 않습니다. 등이지만, 킬로미터는 천문학의 표준 단위입니다.


2
나는 당신이 유명한 천문학 잡지가 아니라 대중 출판물의 기사에 대해 이야기하고 있다고 생각합니다.
Walter

4

몇 가지 훌륭한 답변이 이미 제공되었습니다. 그러나 아무도 로그 인식에 대해 이야기하지 않았습니다. ( https://ko.wikipedia.org/wiki/Weber%E2%80%93Fechner_law )

10metres100metres100metres1km

베버-페치 너 법

Weber–Fechner 법의 예. 각면에서 아래쪽 사각형에는 위쪽 사각형보다 10 개의 점이 더 있습니다. 그러나 인식은 다릅니다. 왼쪽에는 위와 아래 사각형의 차이가 분명하게 나타납니다. 오른쪽에서 두 사각형은 거의 동일하게 보입니다.

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2
"인간은 동일한 데이터가 미터 단위로 제시된 경우보다 1에서 10 파섹 사이의 차이를 더 잘 이해합니다." 미터의 SI 접두사 중 하나를 추가하면 동일한 숫자 상황이 발생합니다. 이것은 왜 페타 미터 (Pm)가 아닌 파섹인지 설명하지 않습니다.
Trilarion

1
parsecs를 petameters 로 명명했을 수 있습니다 . 우리는 방금 파섹 소리가 더 좋다고 결정했습니다.
Agile_Eagle

또한 parsec은 그것의 정의가 시차를 사용하여 거리를 계산하는 것을 매우 쉽게하기 때문에 편리합니다
Agile_Eagle

나는 매우 편리하다는 것을 전적으로 동의합니다. 나는 결국 그것은 컨벤션의 문제라고 생각합니다.
Trilarion

2

미터와 같은 단위는 천문 단위로 거리를 측정 할 때 사용하기에 너무 작습니다. 이론적으로 과학적 표기법과 함께 미터를 사용할 수는 있지만 불필요하게 어렵습니다. 하나의 천문 단위는 지구와 태양 사이의 거리이며 일종의 우주 미터 막대 역할을합니다.


1
태양과 지구 사이의 거리가 계속 변하는 것을 제외하고는, AU는 어떤 불변 단위로 정의 될 필요가있었습니다.
CVn

1
AU는 반 장점 축으로, 거의 변하지 않습니다.
userLTK

1
"미터와 같은 단위는 너무 작습니다 ..."그런 다음 접두사를 사용하여 페타 미터 (Pm)와 같이 더 크게 만듭니다. 큰 단점은 보이지 않습니다.
Trilarion

2

천문학자는 거리를 측정 하지 않으며 측정 할 수 없습니다 . 거리는 각도, 상대 광도, 시간 등과 같이 실제로 측정 된 것에서 유추됩니다. 대부분의 천체 거리 결정은 궁극적으로 지구-태양 거리 (천문 단위)에 달려 있으므로 근본적으로 중요합니다. (현대에서만 좋은 정확도로 알려져 있습니다). 주변 별의 경우 시차 각도는 거리와 직접 관련이 있지만 그로부터 추론 된 거리는 적절한 측정 거리가 아닙니다. 불확실성은 정상적으로 분포되지 않습니다 (부차 시차 측정에 대해 생각하십시오).

천문학 자들은 물론 파섹이 몇 미터인지 알고 있으며, 은하 거리에 미터를 사용하는 것은 혼란 스러울 뿐이라는 것을 알고 있습니다.

마지막으로, 입자 물리학과 달리 과학으로서의 천문학은 적어도 더 넓은 용도로 미터 시스템보다 우선합니다. SI와의 적합성을 위해서만 잘 작동하는 시스템에서 다른 것으로 변경하지만 불편과 혼란의 대가는 어리석은 생각입니다.


"거리는 실제로 측정 된 것에서 유추 될뿐입니다 ..."항상 그렇지 않습니까? 관찰은 거의 직접적이지 않으며 종종 어떤 방식 으로든 원하는 가치를 유추해야합니다. 이것은 덜 유효한 측정이 아닙니다. 천문학에서 거리를 측정 할 수 없다고 말하는 것은 잘못입니다.
Trilarion

2

제 생각에는 답은 관습입니다 (그리고 작은 숫자를 선호하는 사람들).

더 이상은 없습니다. 길이에 대한 접두어는 변환을 올바르게하고 해당 분야의 사람들이 알고있는 한 유효 합니다 .

물리적으로 1m와 1,000,000μm 사이에는 차이가 없습니다.

"XYZ를 측정하기 위해 왜이 접두사가 선택되지 않습니까?" 같은 대답을하십시오. 그것은 더 편리한 것에 달려 있으며 궁극적으로는 매우 주관적입니다.


1

물리적 객체에 대한 지식이 부족하기 때문에 테라 미터와 같은 것을 "실제 길이"와 연관시키는 것은 어렵습니다. 또한 잠시 후이 단위는 "너무 많은 제로"가됩니다. 따라서 다음을 제안합니다.

SMU (Space Marginal Unit) : 1,000,000 미터 또는 프랑스의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지의 거리. 두 우주선이 궤도를 조정하거나 도킹 제작자에게 들어가기 전에 서로 떨어져 있어야하는 최소 거리입니다. (여기 사람들에게 불신을 잠시 중단 시키십시오.)

지구 궤도의 길이 (LEO) : 1,000,000,000,000 미터, 지구가 1 년 동안 이동하는 거리. (거리는 실제로 그 거리보다 약 6 % 적지 만 LEO는 시각화 할 수있는 것입니다.)

카이 드 : 1,000,000,000,000,000,000 미터. 그것은 여기에서 별 알카 이드까지의 거리보다 조금 더 큽니다.

위의 내용은 일상적인 대화에 쉽게 적용됩니다.


2
과학적 표기법은 어떻습니까? 0 대신에 사용할 수 있습니다.
A --- B

5
이것이 어떻게 질문에 대답하는지 모르겠습니다. 또한 LEO는 태양 주위의 지구 궤도와 매우 다른 저 지구 궤도 의 일반적인 약어입니다 .
CVn

2
"테라 미터와 같은 것을"실제 길이 "와 연관시키는 것은 어려운 일입니까?" 나에게 파섹은 내가 느낄 수있는 길이와 관련이 있습니다. 저의 단순한 견해로는 일부 별과 은하가 실제로 아주 멀리 있다는 것입니다. 그리고 그 1 테라 미터는 명확하게 정의되어 있으므로 의미를 가져야합니다.
Trilarion

1

간단한 대답은 : AU 또는 광년과 같은 더 큰 단위는 인간의 뇌가 기억하기 쉽다는 것입니다. 그리고 우리는 처음 몇 자리 뒤에 많은 영점을 갖는 단위를 두지 않아야합니다 (예 : 1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 미터). 우리는 AU를 사용하거나 더 먼 거리, 광년에 사용할 수 있습니다. 그것이 더 짧다면, 우리는 여전히 미터를 사용하지만 지수는 사용합니다.


1 AU는 약 0.15 Tm입니다. 올바른 접두사를 사용하면 과도한 0이 없습니다. 물 분자의 크기는 0.275 nm이며 0.000000000275 미터는 아닙니다.
Arne

0

거리가 울퉁불퉁 하기 때문에 . 그러나 바이트, 붐 및 버즈는 매끄럽게 변 합니다.

지표 접두사가 기존 테라 바이트, 메가톤, 기가 헤르츠가 된 OP의 사례는 사람의 경험이 여러 단계에 걸쳐 지속적으로 진행된 영역입니다.

  • 하드 드라이브, IC 또는 케이블성장 에있어 강력하고 지속적인 임계 값은 없었습니다 . 2의 거듭 제곱에서 약간의 끈적 거림을 제외하고는, 그 진행은 계속되었습니다.

  • 폭발은 역사에 걸쳐 점차 커졌습니다. 원자 무기와 같은 드문 큰 도약이 있었지만 마법의 숫자는 없습니다. 모든 융합 폭탄이 같은 수율이 있다면 어쩌면 그 과학적인 장치가 될 것입니다,하지만 그들은 사방에 변화 .

  • 인간에게 오랫동안 익숙한 마법 주파수는 거의 없습니다. 전자파는 가시광 선의 주파수 스펙트럼에서 생생한 섬을 가지고 있습니다 . 그러나 그것조차도 옥타브 (400-800 TeraHertz)에 번져서 양쪽에 눈에 띄지 않는 균일 한 넓은 바다가 있습니다.

다른 한편 으로 거리 를 가진 인간 지인 은 잘 맞고 시작했다. 사간 은“우리는 지구와 바다, 하늘에만 묶여 있었다” 고 말했다 . 인간 여행에 대한 그 어려운 경계는 밀레니아 시대 동안 지속되었습니다. 성인의 보폭 은 거리의 범위에서 고대의 좁고 친숙한 섬입니다. 태양까지의 거리는 누군가가 그것을 측정하기 오래 전에 항상 친숙했고, 분명히 컸습니다. 따라서 이러한 용어는 계속 유지됩니다. "Lightyear"는 거의 친숙하지 않은 두 유형의 유형에 초현실적 인 양을 고정시킵니다. 그리고 그것들의 조합이 아니더라도 둘 다 가혹한 경계입니다.

시간 은 인간에게 또 다른 울퉁불퉁 한 영역이며, 하루, 1 년, 호흡 정도의 깊은 틀에 박힌 헛소리가 있습니다. 단일 단위에 메트릭 접두사가 없습니다.

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