reklama

Einstein, GPS a absolútna rotácia

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.

Písmo: A- | A+
Diskusia  (27)

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.

SkryťVypnúť reklamu
Článok pokračuje pod video reklamou

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.

SkryťVypnúť reklamu
reklama

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.

SkryťVypnúť reklamu
reklama

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.

SkryťVypnúť reklamu
reklama

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.

Peter Hlavačka

Peter Hlavačka

Bloger 
  • Počet článkov:  57
  •  | 
  • Páči sa:  1x

Niekdy píšem vážne, niekedy sa snažím byť vtipný. Občas provokujem a následne si prečítam diskusiu, kde ma virtuálne prefackajú. Dôležité je, že ma baví písať a čitateľov nenudím. Zoznam autorových rubrík:  Náboženstvo úplne inakMyslím to úplne vážneBlogocentrizmusEgocentrizmusHudobný krúžokPopularizácia vedyInvestovanie / EkonomikaSrandičky/ Fikcie / FicovinySúkromnéNezaradené

Prémioví blogeri

Iveta Rall

Iveta Rall

87 článkov
Monika Nagyova

Monika Nagyova

295 článkov
Karolína Farská

Karolína Farská

4 články
Martina Hilbertová

Martina Hilbertová

49 článkov
reklama
reklama
SkryťZatvoriť reklamu