מקלט ניווט מחשב מיקום בשיטה שנקראת : לפי הפרשי זמן זעירים בין אותות של כמה לוויינים, ולכן שלהם קריטי. תורת היחסות אומרת שני דברים מנוגדים על השעון הזה: המהירות הגבוהה אמורה להאט אותו, והכבידה החלשה בגובה אמורה להאיץ אותו. מי מנצח, ומה המחיר?
גדולה יותר , ולכן בסך הכול השעון בלוויין רץ מעט מהר מדי. ההפרש זעיר ברמת המיקרו־שניות ליום, אבל בלי תיקון הוא היה מצטבר לשגיאת מיקום של קילומטרים תוך יממה.
המפתח להבנה הוא ש־GPS אינו מערכת מיקום אלא מערכת זמן. הלוויין אינו יודע איפה אתם, הוא רק משדר את השעה שלו. המקלט מחשב כמה זמן האות היה בדרך, מכפיל במהירות האור, ומקבל מרחק.
מכאן שכל שגיאה בשעון הופכת מיד לשגיאה במקום, ובשיעור המרה אכזרי: מיליארדית שנייה שקולה לשלושים סנטימטרים. זו הסיבה שיש בכל לוויין שעונים אטומיים, ושמדובר במערכת שבה הזמן הוא כל הסיפור.
ועל השעון הזה פועלות שתי השפעות הפוכות. הלוויין נע מהר, ולכן שעונו אמור לפגר. הוא גם נמצא בכבידה חלשה יותר, ולכן שעונו אמור למהר. ההשפעה השנייה גדולה יותר, ובסיכום הכולל השעון בלוויין מקדים בכמה עשרות מיקרו־שניות ליום.
זה נשמע זניח ומצטבר לאסון: בלי תיקון, השגיאה במיקום הייתה גדלה לקילומטרים בתוך יממה אחת. לכן התיקון בנוי לתוך המערכת מראש, והשעונים מכוילים מעט שונה עוד לפני השיגור. זו הדוגמה היומיומית ביותר לכך שהיחסות אינה תיאוריה מופשטת. ובכל זאת, בשימוש יומיומי, עיכובים באטמוספרה והחזרות מבניינים תורמים לשגיאה הרבה יותר ממנה.
wat. שני האפקטים פועלים בכיוונים הפוכים, והכבידה מנצחת, ולכן השעון בלוויין רץ מהר מדי.
wat wat
זו הדוגמה היומיומית ביותר לכך שתורת היחסות אינה תיאוריה מופשטת אלא תנאי לתפקוד של טכנולוגיה שכולם משתמשים בה.
איך יודעים?
ההפרש נגזר מתורת היחסות ונמדד ישירות בניסויים עם שעונים אטומיים במטוסים ובלוויינים. מערכות הניווט מתקנות אותו בתכנון.
מה עדיין לא יודעים?
התיקון הוא חלק אחד מני רבים. עיכובים באטמוספרה והחזרות מבניינים תורמים לשגיאה יותר מהיחסות בשימוש יומיומי.
למדתם משהו?
מכאן ממשיכים
למה שעון מן המאה ה־17 נשא בתוכו גם שעון שמש?שעונים
איזו בעיה הטביעה ספינות שלמות עד שהומצא שעון אחד?ניווט
איך שעון יודע שהוא הונח גבוה יותר?יחסות