Suhteellisuus GPS

Einstein auttaa navigoinnissakin

Oletko huomannut navigaattorisi höpisevän omiaan? Koko laitetta ei olisi edes olemassa, jos Einsteinin suhteellisuusteoria ei olisi senkin taustalla.

torstai 19. marraskuuta 2015 teksti Rune Birkvad & Babak Arvanaghi

Einsteinin suhteellisuusteoria on vaikuttanut siihenkin, että navigaattori on yleistynyt laitteeksi, johon monet turvautuvat ajaessaan. Entäs jos navigaattorin ääni alkaakin yhtäkkiä kommentoida autossa istuvien tekemisiä ja ulkonäköä?

Kuten näet yllä olevasta videosta, navigaattori ei aina toimi ihan niin kuin odottaisi. Ilman Einsteinia ja hänen suhteellisuusteoriaansa se ei kuitenkaan pystyisi lainkaan neuvomaan tietä.

Aika kuluu hitaammin satelliitissa

GPS-järjestelmä määrittää sijaintimme mittaamalla etäisyyden neljään satelliittiin. Etäisyys selviää siitä, miten kauan satelliiteista tulevat signaalit ovat olleet matkalla, kun ne saavuttavat sijaintikohtamme.

Satelliitit liikkuvat 20 000 kilometrin korkeudessa 14 000 kilometrin tuntivauhdilla. Suhteellisuusteorian mukaan aika kuluu sitä hitaammin, mitä nopeammin kappale liikkuu, ja sitä nopeammin, mitä heikompi painovoimakenttä on. Joka vuorokausi satelliitit jätättävät nopeutensa vuoksi 7 mikrosekuntia verrattuna ajan kuluun Maan pinnalla ja toisaalta edistävät 45 mikrosekuntia painovoimakentän eron vuoksi.

GPS-järjestelmä korjaa automaattisesti tästä syntyvän vuorokautisen 38 mikrosekunnin eron. Ilman näitä korjauksia laite alkaisi jo muutamien minuuttien kuluttua toimia epätarkasti.

Sitten navigaattorikin voisi teoriassa toimia yhtä ovelasti kuin yllä olevassa videossa...

Lue lisää Albert Einsteinista ja suhteellisuusteoriasta

Lue tästä

Ehkä sinua kiinnostaa...

TILAA TIETEEN KUVALEHDEN UUTISKIRJE

Voit ladata ilmaisen erikoisnumeron, Uskomattomat aivot, heti, kun olet tilannut uutiskirjeen.

Etkö löytänyt, mitä etsit? Tee haku tästä: