GPSで位置を特定するためには、精密に時間を測らないといけません。 そのため各GPS衛星には、精度の高い原子時計を搭載して、地上の原子時計と時刻合わせをしています。 実はGPS衛星に搭載されている原子時計と、地上にある原子時計には違いがあるのです。 なぜ違うのか、その原因について説明してみます。 目次 GPSの仕組み GPSは、GPS衛星から送られてきた信号をキャッチして、信号(電磁波)が届くまでの時間から距離を測定しています。 ≫≫GPSとは何? その仕組みをわかりやすく解説してみた そのときに、時計が1, 000分の1秒ずれていたら、距離が300キロメートルもの大きな誤差になってしまいます。 そこで、GPS衛星の時計は、地上で測定された「国際原子時」と、1日に1回時間合わせをしています。 ≫≫国際原子時とは?時刻はどうやって決めているのか GPS衛星の状況 GPS衛星は高度約2万キロメートルの上空を、秒速約4キロメートルという高速で移動しています。 高度が高く地上よりも重力が小さい場所を、超高速で動いているのです。 これが、GPS衛星の原子時計を地上のものと変えなければいけない理由です。 相対性理論 相対性理論は、" アルベルト・アインシュタイン " が発表した物理理論です。 重力がない場合を扱う「特殊相対性理論」と、重力を扱う「一般相対性理論」の2種類がありますが、ともにそれまでの常識を覆すような理論です。 時間の進み方 相対性理論の特徴として、時間の進み方は置かれた状況によって変わるという不思議な現象があります。 私たちは、通常地表上に静止しているので、その状況での時間を基準にしています。 その基準の時間と、上空にあるものや地表に対して高速で動いているものでは、時間の進み方が違うのです。 地表から見たGPS衛星での時間の進み方 では、地表からみたときのGPS衛星での時間の進み方はどうなるのでしょうか?
作詞: 永井聖一/ティカ・α/作曲: 永井聖一 従来のカポ機能とは別に曲のキーを変更できます。 『カラオケのようにキーを上げ下げしたうえで、弾きやすいカポ位置を設定』 することが可能に! 曲のキー変更はプレミアム会員限定機能です。 楽譜をクリックで自動スクロール ON / OFF 自由にコード譜を編集、保存できます。 編集した自分用コード譜とU-FRETのコード譜はワンタッチで切り替えられます。 コード譜の編集はプレミアム会員限定機能です。
救急車の「ピーポーピーポー」という音を、時計が刻む「チックタック」に置き換えると、「時間のズレ」について理解できるでしょう。 たとえば、地球上と、光の速度に近い速さで移動する人工衛星の上では、時間の進み方が異なります。地球の「チックタック」を基準に人工衛星の時計を眺めると、「チ... ッ... ク... タ... 」と遅く見えます。しかし、人工衛星内の「チックタック」を基準に地球の時計を眺めると、逆に時計の刻み方が速く見えるというわけです。つまり先ほど説明した通り、「時間は相対的なものである」ということが、おわかりいただけるのではないでしょうか。 重力が異なる地球と火星間で通話をする場合、地球からかけた方が得になる? もう1つの相対性理論である 一般相対性理論 では、 「重いもの=重力が強いもののまわりでは、時間が遅く流れる」 ということを示しました。光は基本的に真っ直ぐに進みますが、その線上に重力の強い空間があると、くぼみができます。光はそのくぼみに沿って曲がって進むので、その分、余計な時間がかかるのです。たとえば、環境条件で類似点が多いとされる火星と、地球での暮らしを比べてみましょう。 火星の重力は地球よりもわずかに軽いので、もし火星で暮らすことができれば、今よりもカラダが軽く感じられるでしょう。 では、時間の速さはどうなるでしょう? 人工衛星 相対性理論. 一般相対性理論で考えると、"相対性"なのでどちらの惑星にいてもそれぞれの1秒の感じ方は同じですが、地球の1秒を基準にすると、重力が軽い火星の1秒は速く見えます。さらに言えば、地球の1日は24時間ですが、地球から見ると火星では24時間以上経過しているように見えるでしょう。 つまり、火星移住計画が実際に行われ、地球─火星間で電話をする場合は、地球時間のレートで通話した方が1秒当たりのコストは安くなるということですね。そもそも火星の人の声が早口に聞こえるはずなので、補正する必要がありますが。 地球の"時間のズレ"を補正する、相対性理論とGPSの関係 2つの相対性理論を説明してきましたが、そこから派生して出てくるのがさまざまな推測です。たとえば、光の速さに近い速度のロケットに乗って移動を続ければ、未来へ行くことができるのか? 答えはYESです。それならタイムマシンをつくれるのか? それは非常に難しいでしょう。 未来に行くには「ウラシマ効果」を利用することで可能になります。光の速さに近い動きをすれば、他の人よりも未来に飛び出すことができます。実際に光の速さに近い動きで地球に降り注ぐ小さな粒では、そのような現象が確認されています。小さな粒の一瞬の生涯の間に、地球においてはより年月を経ているという、まさにウラシマ効果が実現しているのです。 では、我々が生活しているこの地球上でも、"時間のズレ"が起こっているのでしょうか?
時間の遅れは、異なる加速度の下にある2つの時計が異なる時間を指す理由を説明する。例えば、 ISS における時間は、地球上の時間よりも6ヶ月につき0.
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