ГНСС учитывают мистические искажения времени около «чёрной дыры»
Итак, впервые получено изображение «чёрной дыры» — с помощью глобальной сети радиотелескопов.
Для экспертов по ГНСС чёрные дыры демонстрируют крайние значения относительности. Время и пространство отклоняются и изгибаются под влиянием массы и движения, и этот эффект мы имеем, когда пользуемся спутниковой навигацией.
Навигационные спутники движутся со скоростью около 14000 км в час. Из-за относительности частота синхронизации на спутниках ГНСС может дрейфовать на 38 микросекунд в день, что даст ошибку позиционирования порядка 10 км – если не принимать этот фактор во внимание, сообщает журнал GPS World.
Около чёрных дыр, разумеется, эффект временного искажения становится экстремальным, чем ближе мы подбираемся к «горизонту событий».
«…поскольку спутники постоянно в движении относительно наблюдателей на Земле, эффект, предсказанный Специальной и Общей теориями относительности, должен приниматься во внимание, чтобы иметь необходимую точность в 20-30 наносекунд, — пишет Ричард В. Поджи в статье «Относительность в реальном мире: ГНСС», опубликованной Университетом штата Огайо. – поскольку наблюдатель на земле видит спутники в движении относительно себя, Специальная теория относительности предсказывает, что мы должны увидеть, что их часы тикают медленнее. Бортовые атомные часы на спутниках, согласно этой теории, должны отставать от часов на земле на 7 микросекунд в день. Вместе с тем, Общая теория относительности прогнозирует, что часы на ГНСС-спутниках будут идти быстрее, чем часы на земле – на 45 микросекунд в день.
Комбинация этих двух релятивистских эффектов даёт в сумме 38 в день – настолько будут спешат спутниковые часы. Казалось бы, немного, однако точность ГНСС требует наносекундной точности, а 38 микросекунд – это 38000 наносекунд.
Если эти эффекты не брать во внимание, навигационная привязка уже через две минуты станет неверной, и ошибки глобального позиционирования будут продолжать накапливать по 10 км каждый день. Весьма скоро вся система станет бесполезной для навигации».
Чтобы погасить релятивистский эффект, бортовые часы были запрограммированы, чтобы «тикать» с меньшей частотой, чем базовые наземные часы.
Микрокомпьютер в каждом ГНСС-приёмнике не только выполняет вычисления позиционирования, используя 3D-трилатерацию, но также рассчитывает специальные временные поправки, необходимые для правильного позиционирования.
