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老兵は黙って去りゆくのみ

2017-08-21

じじぃの「重力で曲がった時空を捉える・GPSシステム!これができればノーベル賞」

06:06

日本版GPS衛星「みちびき3号」搭載 H2A打ち上げ(17/08/19) 動画 YouTube

https://www.youtube.com/watch?v=nGGPrdym8go

GPS衛星「みちびき3号機」打ち上げ成功 2017年8月19日 日テレNEWS24

エンジン系統の不具合などで、2度にわたり打ち上げが延期されていたH2Aロケット35号機は、19日午後2時29分に種子島宇宙センターから打ち上げられた。約30分後、衛星は予定の軌道で切り離され、打ち上げは成功した。

「みちびき3号機」はアメリカGPS衛星を補完し、カーナビなどに位置情報を知らせるほか、災害時の安否情報を伝達する役割を担っている。

http://www.news24.jp/articles/2017/08/19/07370190.html

次世代時間標準「光格子時計」の高精度化に成功〜2台の時計が宇宙年齢138億年で1秒も狂わない再現性を実証〜 2015年2月10日

光格子時計を低温環境で動作させることで、世界最高精度の時計の再現性を実現。

・高精度化により、次世代の時間標準として「秒の再定義」の議論加速に期待。

・従来の時計の概念を超える計測ツールとしての応用や基礎物理学の新たな知見獲得へ前進

http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150210-2/

『これができればノーベル賞 木野仁/著 彩図社 2015年発行

タイムマシンで未来へ行く より

アインシュタイン相対性理論は、時間と空間の関係についてさまざまな関係を明らかにしている。

相対性理論によると、重力は空間を歪ませ、時間の進み方を遅らせることが分かっている。このため、強い重力場の存在する巨大な星の付近などでは、重力の影響がほとんどない空間に比べ、時間がゆっくり進むことが知られている。

先ほど説明したウラシマ効果光速に近いロケットに乗り込んだ弟の時間が、地球上にいる兄の時間に比べてゆっくり流れる)と同じであるが、ウラシマ効果が高速に近づくと時間が遅れるのに対し、この方法では、静止した状態でも重力の影響さえ受けていれば、時間の経過が遅くなるのである。

     ・

じつはこのような相対性理論にもとづく「時間の遅れ」は、我々の生活に密接に関係している。

その代表例が、カーナビなどに使われるGPSシステムである。

GPSシステムは地球上空を周回する人工衛星の情報を利用している。地球上の観測点、カーナビで言えば自動車が存在する位置は、観測点と人工衛星との距離を求めて計算している。

人工衛星は、秒速約8キロメートルという非常に速いスピードで気球の周りを回り、地球(観測点)に向って電波を発している。

電波は光の一種であり、光と同じスピードで伝わる。あるタイミングで人工衛星から発せられた電波は、光のスピードで観測点まで伝わるが、移動する時間分だけ、観測点への到達が遅れる。

観測点と人工衛星との距離は、「電波速度(光速)」と「電波の到達時間」から求められる。電波の到達時間は、人工衛星に搭載された時計の発信時刻と観測点の時計の受診時刻の差から求められる。

そのため、地球上の観測点の時計の時間と人工衛星の時間の時間を同期しておかなくてはならない。

     ・

簡単に言えば、人工衛星は毎日0.000040秒だけ未来へタイムスリップしているのである。

「え〜、でもたかが、0.000040秒でしょ? それほど影響はないでしょ?」と思う人が多いと思う。

だが、しか〜し!

考えてみてほしい。先ほど説明したように、GPSの観測者の位置は人工衛星との相対距離によって求められる。その距離は、人工衛星から発せられる電波の受診時間によって求められる。

電波は光の一種であるから、1秒間に約30万キロメートル進む。たった0.000040秒とはいえ、この誤差をほうっておくと、距離にして1日あたり約11キロメートルのズレが生じることになる。

つまり、観測点の正確な位置が計測できなくなり、たった1日でGPSが使いものにならなくなるのである。

そこで、相対性理論の公式から、人工衛星タイムスリップした時間のズレを補正しているのである。

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どうでもいい、じじぃの日記。

8月19日、GPS衛星「みちびき3号機」が打ち上げられ成功した。

2018年には4機体制になり、カーナビでの精度の誤差は数センチになるらしい。

一説によると、北朝鮮金正恩はあの体格がGPS衛星識別されることを恐れているのだとか。

北朝鮮金正恩)、やっぱり恐いです。

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