| Aplicaciones de la relatividad: el G.P.S. por Carlos Marañón Martín |
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| El Sistema de Posicionamiento Global, conocido como G.P.S., es un sistema de navegación basado en 24 satélites que proporciona posiciones en las tres dimensiones de espacio, velocidad y tiempo durante las 24 horas del día, en cualquier parte del mundo y en todas las condiciones climáticas. No hay comunicación directa entre el usuario y los satélites sino que emite una señal captada por los receptores, por ello puede dar servicio a un número ilimitado de usuarios. Fue creado en 1973 por el Departamento de Defensa de Estados Unidos con el objetivo de reducir los problemas crecientes de navegación.
Los satélites orbitan a una velocidad de 14.000 km/h y a una altura media de 20.000 km. La relatividad especial establece que un reloj que se mueva a esa velocidad respecto a otro de la superficie terrestre, se retrasará unos 7 microsegundos cada día; la teoría general explica por qué, debido a la menor gravedad, ese mismo reloj se adelantará 45 microsegundos. El resultado neto será que el reloj del satélite habrá avanzado 38 microsegundos más cada día que el reloj de superficie. Para localizar un punto, el receptor calcula la distancia que lo separa de los satélites en función del instante en el que se emite la señal y de la velocidad de la luz. Una precisión de 15 metros requiere un El sistema ha tenido buena acogida y se ha generalizado en aplicaciones terrestres, marítimas, aéreas y espaciales. El G.P.S. tiene hoy día un uso muy extendido: se utiliza en aviones, barcos, coches y actividades deportivas. En un futuro sus aplicaciones serán aún más importantes. |
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El G.P.S. permite conocer las coordenadas geográficas de cualquier punto de la superficie con una precisión inferior a los 15 metros y el tiempo local con una exactitud enorme. Calcula la distancia a través del tiempo que tarda una señal en viajar desde el satélite hasta el receptor. Para ello, los satélites llevan relojes atómicos muy precisos cuya información se sitúa entre los códigos de transmisión. Conociendo la distancia a varios satélites es fácil, por triangulación, conocer la posición del receptor.
error en la medición del tiempo inferior a 50 nanosegundos, el tiempo que tarda la luz en recorrer esa distancia. Una variación de 38 microsegundos por día, si no se compensa, causaría errores acumulados de unos 11 kilómetros cada día. El sistema corrige estos errores ajustando los relojes automáticamente; sin la corrección relativista, dejaría de ser útil a los dos minutos de comenzar a funcionar. A Einstein le debemos, pues, la exactitud de nuestros sistemas de orientación.