Einstein, GPS a absolútna rotácia

Autor: Peter Hlavačka | 22.6.2017 o 8:00 | Karma článku: 2,83 | Prečítané:  567x

Často sa v rôznych popularizačných článkoch spomína, že GPS funguje vďaka Einsteinovej teórie relativity. Ako pri mnohých iných tvrdeniach ohľadne relativity, nie je to pravda.

Realita je naopak taká, že pri reálnej prevádzke GPS sa používa fyzikálny efekt, ktorý je v rozpore z teóriou relativity.

Keď si porovnáme napríklad dopad Newtonových teórií, ktoré prakticky začali zlatý vek mechaniky a príspevok Maxwellových teórií, ktoré prakticky umožnili vek elektrotechniky ktorý pretrváva dodnes, je príspevok Einsteinových teórií pre vedu, techniku a bežnú prax v podstate minimálny. Ale na rozdiel od Newtona a Maxwella je Einstein z určitých špecifických dôvodov slávna mediálna ikona a prakticky mediálny prototyp vedca. Aj preto je zjavná snaha zveličovať Einsteinove príspevky k rozvoju vedy a techniky. Realita je taká, že približne 80% údajne Einsteinových populárnych výrokov dokázateľne nepochádza od Einsteina, rovnako ako otravný "Einsteinov hlavolam", ktorý vylúšti takmer každý s dostatočnou trpezlivosťou, takisto jednou z ďalších často prezentovaných Einsteinových údajných zásluh je to, že vďaka nemu máme GPS.

V praxi GPS funguje úplne spoľahlivo bez akéhokoľvek príspevku teórie relativity. Pre zameranie polohy cez GPS prístroj je potrebné mať signál z minimálne štyroch GPS satelitov, pri ktorých je dôležitá ich presne určená poloha a ktoré majú veľmi presne synchronizovaný čas. Presná poloha týchto satelitov je určená pomocou navigačných vzorcov, ktoré vychádzajú z Newtonových zákonov. Presný čas v týchto satelitoch je dosiahnutý pomocou pravidelnej rádiovej synchronizácie času na centrálny čas z pozemnej základne a následne aj medzi satelitmi navzájom. Pri synchronizácii času je potrebné vedieť vzdialenosti ktoré musí rádiový signál prekonať, aby nevznikali pri synchronizácii odchýlky kvôli času, ktorý je potrebný aby rádiový signál dosiahol satelit. Taktiež je pri tejto synchronizácii potrebné zohľadniť Sagnacov efekt, ktorý vzniká pri rotácii Zeme. Čiže v závislosti od smeru rádiového signálu vzhľadom na rotáciu Zeme sa musí buď prirátať alebo odrátať malá odchýlka v rádiovom signáli.

Takže kde je tá teória relativity, ktorá má umožňovať fungovanie GPS? Faktom je, že čas meraný hodinami na satelite sa postupne kvôli dôsledkom teórie relativity postupne rozchádza s časom meraným na pozemnej stanici. Ale korekcie týchto rozdielov sa nerobia tak, že by počítač na satelite počítal dajakú teoretickú relativistickú odchýlku a následne by korigoval hodiny na satelite. Ako som už písal v predošlom odseku, táto vznikajúca odchýlka je jednoducho a priebežne korigovaná pravidelnou synchronizáciou času, ktorý sa robí tak, aby táto reálna odchýlka bola menšia ako 1 ms a tým sa dosiahla dostatočná presnosť zamerania cez GPS.

Takže by som to zhrnul tak, že pri reálnej prevádzke GPS sa teória relativity nijako nepoužíva, ale teoreticky by sa dali odchýlky v časoch dali využiť na potvrdenie výsledkov teórie relativity. Chcel by som ešte zdôrazniť, že tým nechcem povedať, že vzorce teórie relativity neplatia a k odchýlke času neprichádza. Len hovorím, že nie je pravda, že za fungovanie GPS vďačíme Einsteinovi a jeho teórii relativity a ide skôr o propagandistickú lož.

Ešte by som sa vrátil k Sagnacovmu efektu. Aj keď je bežne v literatúre popisované jeho vysvetlenie z pohľadu relativity, pri podrobnejšom pohľade je tento efekt skôr v rozpore z teóriou relativity. Časť objektívnych a dostatočne vzdelaných fyzikov uznáva, že napriek veľkej Einsteinovej snahe, Všeobecná teória relativity nie je machiánska, tj je v rozpore z Machovým princípom. Ale vo všeobecnosti sa pri tejto téme tvária, ako keby to bol len drobný a nepodstatný rozpor v inak perfektnej teórii. Reálny rozsah tohto rozporu sa dá skôr obrazne prirovnať k situácii ako keby na fyzikálnej konferencii medzi fyzikmi stál obrovský slon a všetci by sa ho usilovne snažili ignorovať. A keby ten slon niekoho zašliapol, tak by všetci boli v šoku, čo sa mu to vlastne stalo.

Názorné vysvetlenie toho čo myslím:  Zoberme si príklad, kedy je niekto zatvorený v nepriehľadnom kontajneri na povrchu Zeme a má zo sebou kruhový laserový gyroskop, ktorý funguje na základe Sagnacovho efektu a dokáže ním zmerať absolútnu rotáciu Zeme. Z pohľadu princípu relativity by sme sa mali pýtať, voči čomu meria tento gyroskop rotáciu Zeme. Ide o rotáciu vzhľadom na Slnku? Alebo ide o rotáciu vzhľadom na supermasívnu dieru v strede našej galaxie? Alebo ide o rotáciu voči najbližším galaxiám?

Na túto tému bolo žiaľ robených málo experimentov, ale aktuálne to vyzerá, že ide o rotáciu vzhľadom na celú hmotu vo Vesmíre. Ale ako ten gyroskop vie, že má odmerať rotáciu  vzhľadom na celú hmotu vo Vesmíre a nie voči Slnku? A pokiaľ je rýchlosť obmedzená na rýchlosť svetla, ako môže ten gyroskop okamžite komunikovať pri zisťovaní rotácie s celým Vesmírom? Tieto veci Všeobecná teória relativity nedokáže riešiť a je to jasná indícia jej zásadnej nekompletnosti a zároveň indícia toho, že existuje niečo ako absolútny priestor a preferovaná vzťažná sústava.

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

TECH

Geológ: Ochladili Zem a vyhubili ľudí. Našu planétu čaká supererupcia

Výbuch supervulkánu by bol aj dnes katastrofický, hovorí geochronológ Martin Danišík, ktorý publikoval v prestížnom vedeckom časopise.

BLOG INEKO

Máme priveľa magistrov a inžinierov, dlho študujeme a neodmeňujeme úspech

Rozdiely vo vzdelávaní medzi Slovenskom a krajinami OECD.

KOMENTÁRE

Nerobme z Kisku dobrého anjela, ide o princíp

To, čo sa urobilo v prípade prezidenta, očakávame aj pri vládnych kauzách.


Už ste čítali?