AD1
الرئيسية / المقالات /
2012 مشاهدة31 يوليو 2017

هل سألت نفسك كيف يعمل جهاز الـ GPS و ما علاقة انيشتاين به !! - STJEGYPT

هل سألت نفسك كيف يعمل جهاز الـ GPS و ما علاقة انيشتاين به !! - STJEGYPT

جميعنا نعلم ما هو نظام تحديد المواقع العالمي GPS فهو موجود في الهواتف، السيارات، الطائرات وتقريباً نستخدمه يومياً ولكن ما علاقته بآينشتاين؟!
الـ GPS يمكن اعتباره ساعة كبيرة في الفضاء، حيث يوجد 30 قمرًا صناعيًّا في الفضاء يَبثّون متى وأين يكونون. كل قمر صناعي على ارتفاع (20,300 كم) من الأرض ويدور بسرعة (10,000 كم/س) وكل ما على هاتفك القيام به هو استقبال الإشارات من أربع أقمار صناعية, ليتم تحديد موقعه او إنّ موقعه ليست بالكلمة المناسبة، بل موقعه وزمنه.
قبل ان نتعمق في الأقمار الصناعية علينا أن نعرف ماذا قدم آينشتاين للـ GPS.
على الأرجح فقد قدم نظريته النسبية العامة والخاصة في عام 1905م، والنسيبة الخاصة تخبرنا بأن الاجسام المتحركة يكون زمنها أبطأ من تلك الساكنة، أما النسبية العامة تقول كلما ابتعد الجسم عن تأثير الجاذبية كلما مر زمنه بسرعة أكبر، وهذا ينطبق على الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض بسرعة عالية وارتفاع كبير.
ولكن النسبية العامة تفوز حيث أن زمن القمر الصناعي يمر أسرع من الجسم الذي على الأرض.
إذًا فلنعود إلى كيفية عمل الأقمار الصناعية.
بعد معرفة إن هناك فرق في الزمن بين الأجسام على الأرض والأقمار الصناعية في الفضاء، يقومُ القمر الصناعي ببث إشارات إلى الجهاز المراد تحديد موقعه، وحساب الوقت التي استغرقته الإشارة في العودة عن طريق ساعة ذرية متناهية الدقة - تبلغ دقتها بضع الملايين من الثانية - وباستخدام بغض الحسابات البسيطة يستطيع القمر الصناعي معرفة بُعد الجسم عنه، ولكن إذا لم يتم أخذ النظرية النسبية في الحُسبان، فسينتج فرق توقيت يقدر بـ 7,000 نانو ثانية، وهذا يعطي خطأ حساب بمقدار10 كم, بمعني أن تقود سيارتك في مدخل المدينة ويظهر جهاز تحديد المواقع إنك قد عبرت المدينة بالفعل.
لذا في المرة القادمة التي تستخدم فيها الـ GPS تذكَّر آينشتاين.

نيشتاين

GPS


Share

Suggestions

AD1

Back to Top