اینشتین اگر نبود، گوگل مپ هم نبود
به گزارش ما دیجیتال، تقریبا هر بار که روی نقشه گوشی خود مسیریابی می کنید، در واقع از نظریه نسبیت آلبرت اینشتین کمک می گیرید. چون که اگر اصلاحات نسبیتی در ماهواره های GPS اعمال نمی شد، مکان یابی تلفن ها روزانه تا حدود ۱۰ کیلومتر خطا پیدا می کرد.
به گزارش ما دیجیتال به نقل از خبر آنلاین، سیستم موقعیت یاب جهانی یا GPS بر پایه اندازه گیری فوق العاده دقیق زمان کار می کند. هر ماهواره GPS دارای ساعت اتمی است و گیرنده داخل گوشی با محاسبه زمان رسیدن سیگنال ها، موقعیت شما را تعیین می کند.
اما مشکلی عجیب وجود دارد زمان برای ماهواره ها در فضا دقیقاً مثل زمین نمی گذرد. طبق نظریه «نسبیت خاص» اینشتین، ساعت هایی که با سرعت خیلی بالا حرکت می کنند، کندتر کار می کنند. از آنجائیکه ماهواره های GPS با سرعت حدود ۱۴ هزار کیلومتر بر ساعت به دور زمین می چرخند، ساعتهای آنها روزانه حدود ۷ میکروثانیه عقب می افتد.
در مقابل، «نسبیت عام» اثر مخالفی به وجود می آورد. ماهواره ها در ارتفاع حدود ۲۰ هزار کیلومتری زمین قرار دارند جایی که گرانش ضعیف تر است. طبق پیشبینی اینشتین، زمان در گرانش ضعیف تر سریع تر می گذرد. این موضوع موجب می شود ساعت ماهواره ها روزانه حدود ۴۵ میکروثانیه جلو بیفتد.
سرانجام، اثر گرانش قویتر از اثر سرعت است و نتیجه غائی این می شود که ساعت ماهواره های GPS حدود ۳۸ میکروثانیه در روز سریع تر از ساعتهای روی زمین کار می کنند.
این ۳۸ میکروثانیه چه اهمیتی دارد؟ ۳۸ میکروثانیه شاید عدد ناچیزی به نظر برسد، اما برای GPS خیلی مهم است. نور در هر میکروثانیه حدود ۳۰۰ متر حرکت می کند. ازاین رو حتی خطاهای زمانی خیلی کوچک می توانند به خطاهای بزرگ مکانی تبدیل شوند. اگر اصلاحات نسبیتی انجام نشود، سیستم GPS به سرعت دقت خودرا از دست می دهد و مکان یابی می تواند روزانه بالاتر از ۱۰ کیلومتر منحرف شود. بگفته محققان، بدون این اصلاحات، سامانه ناوبری جهانی در عمل طی مدت کوتاهی غیرقابل استفاده می شد.
راهکار مهندسان برای این مشکل جالب است. ساعتهای اتمی ماهواره ها را قبل از پرتاب عمداً «کندتر» تنظیم می کنند. فرکانس استاندارد این ساعت ها باید 10.23 مگاهرتز باشد، اما پیش از پرتاب کمی پایین تر تنظیم می شود تا وقتی ماهواره وارد مدار شد و اثرات نسبیتی شروع شد، ساعت دقیقاً با زمان روی زمین هماهنگ شود.
البته این تنها اصلاح انجام شده نیست. چون مدار ماهواره ها بطورکامل دایره ای نیست و تغییرات کوچکی در سرعت و ارتفاع رخ می دهد، ایستگاه های زمینی دائماً ساعت ها را پایش و اصلاح می کنند.
هر چند که GPS اولین اثبات نظریه نسبیت نیست، اما یکی از ملموس ترین نمونه های کاربرد روزمره آنست. هر بار که گوشی شما موقعیت دقیق تان را روی نقشه نشان می دهد، در واقع فناوری ای درحال کار است که بدون محاسبات اینشتین هیچ گاه نمی توانست چنین دقتی داشته باشد. به بیان دیگر، نسبیت فقط یک نظریه پیچیده فیزیک نیست، و قسمتی از زیرساخت زندگی مدرن است.
منبع: spacedaily
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب