Το Global Positioning System (GPS) χρησιμοποιείται ευρέως παντού σήμερα, επιτρέποντάς σου να φθάσεις στον προορισμό σου και πλήθος άλλων χρήσεων, όπως για παράδειγμα για το αν κάποιος που μαραθωνοδρόμος χρησιμοποιεί αμάξι.
Αν και απαιτεί πολλούς δορυφόρους στο διάστημα, η ιδέα πίσω από το GPS είναι απλή. Στα 20.200 χιλιόμετρα πάνω από τη Γη έχουμε έναν αστερισμό δορυφόρων, σε διάταξη με τέτοιον τρόπο όπου μπορείς να βλέπεις τουλάχιστον τέσσερις δορυφόρους από οποιοδήποτε μέρος του πλανήτη. Οι δορυφόροι αυτοί, περιέχουν επακριβή ατομικά ρολόγια και συνεχώς μεταδίδουν την τοποθεσία τους και την ώρα που το σήμα στάλθηκε.
Δωρεάν για 2 μήνες τα κανάλια Cosmote TV στους συνδρομητές της Nova
Ο δέκτης, δηλαδή ένας tracker για παράδειγμα, επιτελεί το ρόλο του, με λίγα μαθηματικά και φυσικά αξιοποιώντας τη θεωρία της σχετικότητας. Ας υποθέσουμε ότι μπορείτε να δείτε μόνο ένα σήμα δορυφόρου GPS. Γνωρίζοντας την ταχύτητα του φωτός και υποθέτοντας ότι το ρολόι είναι ακριβώς συγχρονισμένο με το δορυφόρο, μπορείτε να υπολογίσετε πόσο χρόνο χρειάστηκε το σήμα για να φτάσει σε εσάς όπως χονδρικά και την τοποθεσία.
Εφόσον γνωρίζετε τη θέση του δορυφόρου και πόσο χρόνο χρειάστηκε το σήμα για να φτάσει σε εσάς, μπορείτε να σχεδιάσετε έναν μεγάλο κύκλο. Θα μπορούσατε να βρίσκεστε οπουδήποτε σε αυτόν τον κύκλο που σχεδιάσατε, πράγμα που δεν είναι και τόσο χρήσιμο από μόνο του.
Ωστόσο ο tracker μπορεί να δει περισσότερους από τέσσερις δορυφόρους οποιαδήποτε στιγμή. Λαμβάνοντας τις ίδιες πληροφορίες από έναν διαφορετικό δορυφόρο, σας δίνει ακόμη έναν κύκλο. Όταν έχετε δύο κύκλους που επικαλύπτονται, αυτό σας λέει ότι βρίσκεστε σε ένα από τα δύο σημεία. Η προσθήκη δεδομένων από έναν τρίτο δορυφόρο θα προσθέσει έναν ακόμη κύκλο, ο οποίος θα τέμνει την πραγματική σας θέση. Ωστόσο, το GPS χρησιμοποιεί πάντα δεδομένα από τουλάχιστον τέσσερις δορυφόρους, προκειμένου να ληφθεί υπόψη η απόκλιση του ρολογιού του δέκτη.
Που όμως υπεισέρχεται η θεωρία της σχετικότητας του Einstein; H Nasa εξηγεί:
Όπως προβλέπεται από τη θεωρία του Einstein, τα ρολόγια που βρίσκονται υπό την επίδραση της βαρύτητας λειτουργούν με πιο βραδύ ρυθμό σε σχέση με τα ρολόγια που τα βλέπουμε από μια μακρινή περιοχή με ασθενέστερη βαρύτητα, εξηγεί η NASA. Αυτό σημαίνει ότι τα ρολόγια στη Γη που παρατηρούνται από δορυφόρους σε τροχιά τρέχουν με βραδύτερο ρυθμό. Για να έχουμε την υψηλή ακρίβεια που απαιτείται για το GPS, αυτό το φαινόμενο πρέπει να λαμβάνεται υπόψη, αλλιώς θα υπάρχουν μικρές χρονικές διαφορές που θα οδηγούν σε ανακριβείς θέσεις τοποθεσίας.
Και όμως χωρίς τον Einstein, δεν θα μπορούσαμε να γνωρίζουμε την ακριβή μας θέση με τη χρήση του GPS.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
