How has Einstein's work on relativity affected practical applications like GPS ؟؟
الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:
C) GPS calculations account for relativistic effects
الإجابة الصحيحة هي (C) GPS calculations account for relativistic effects، وهذا يعني أن حسابات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تأخذ في الاعتبار "التأثيرات النسبية" التي اكتشفها أينشتاين.
إليك الشرح المفصل والمبسط لكيفية حدوث ذلك:
1. الاعتماد على الزمن الدقيق:
يعتمد نظام GPS على مجموعة من الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض. لكي يحدد النظام موقعك بدقة، يجب أن تحسب الأقمار الصناعية الوقت الذي استغرقته الإشارة للانتقال من القمر الصناعي إلى هاتفك. هذا يتطلب ساعات ذرية دقيقة جداً.
2. تأثير النظرية النسبية الخاصة (السرعة):
حسب نظرية أينشتاين "النسبية الخاصة"، فإن الأجسام التي تتحرك بسرعة كبيرة يمر الزمن بالنسبة لها بشكل أبطأ.
- بما أن أقمار الـ GPS تتحرك بسرعة كبيرة جداً في مداراتها، فإن ساعاتها تتأخر بمقدار بسيط جداً (حوالي 7 ميكروثانية يومياً) مقارنة بالساعات الموجودة على سطح الأرض.
3. تأثير النظرية النسبية العامة (الجاذبية):حسب "النسبية العامة"، فإن الجاذبية تؤثر أيضاً على الزمن؛ فكلما كانت الجاذبية أضعف، مر الزمن بشكل
أسرع.
- الأقمار الصناعية موجودة على ارتفاع عالٍ بعيداً عن مركز الأرض، لذا تكون الجاذبية هناك أضعف مما هي عليه على السطح. هذا يجعل الساعات في الأقمار الصناعية تتقدم بمقدار (حوالي 45 ميكروثانية يومياً).
4. النتيجة النهائية والحل:عند دمج التأثيرين (تباطؤ بسبب السرعة + تسارع بسبب ضعف الجاذبية)، نجد أن ساعات الأقمار الصناعية تتقدم بمقدار
38 ميكروثانية يومياً عن ساعاتنا على الأرض.
ماذا يحدث لو تجاهلنا هذه الحسابات؟
إذا لم يتم تصحيح هذا الفرق الزمني الصغير جداً بناءً على معادلات أينشتاين، فإن خطأ تحديد الموقع سيزداد بمعدل 10 كيلومترات يومياً، مما يجعل نظام الـ GPS غير مفيد تماماً.
الخلاصة:
لذلك، يتم برمجة الساعات الذرية في الأقمار الصناعية لتعويض هذا الفرق الزمني مسبقاً، لضمان أن تكون الحسابات متوافقة مع الزمن على سطح الأرض، وهذا هو التطبيق العملي لنظرية النسبية في حياتنا اليومية.
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال How has Einstein's work on relativity affected practical applications like GPS ؟ اترك تعليق فورآ.
