Os aplicativos de navegação que indicam a posição do usuário com precisão de poucos metros dependem de cálculos baseados nas teorias da relatividade de Albert Einstein. Sem esses ajustes, o Sistema de Posicionamento Global (GPS) acumularia erros de até 10 quilômetros em apenas 24 horas.
Como o GPS determina a localização
O receptor do celular capta sinais de pelo menos quatro satélites que orbitam a Terra. Cada um deles envia, junto com o sinal, o exato horário de emissão, registrado por relógios atômicos a bordo. A distância até cada satélite é calculada a partir do tempo que o pulso de rádio leva para chegar ao aparelho. A posição final resulta da interseção dessas distâncias, operação chamada de trilateração.
A importância do tempo exato
Qualquer discrepância de poucos nanossegundos nos relógios dos satélites se traduz em metros de erro na superfície. Por isso, os satélites carregam relógios atômicos capazes de desviar menos de um segundo em milhões de anos.
Os efeitos previstos por Einstein
Dois fenômenos relativísticos alteram a marcação do tempo nos satélites:
- Relatividade Especial: objetos que se movem a grande velocidade — nesse caso, cerca de 14 000 km/h — experimentam dilatação temporal. Os relógios dos satélites atrasam aproximadamente 7 microssegundos por dia em relação aos da superfície.
- Relatividade Geral: em regiões com gravidade mais fraca, o tempo passa mais rápido. A 20 000 km de altitude, onde a atração terrestre é menor, os relógios adiantam cerca de 45 microssegundos por dia.
Somados, esses efeitos fazem os relógios nos satélites avançarem 38 microssegundos a mais por dia do que os relógios de referência em solo.
Imagem: Pumidol
Correções embarcadas no sistema
Para neutralizar essa diferença, engenheiros ajustam previamente os relógios atômicos e aplicam correções contínuas a partir de estações de controle no solo. Dessa forma, o receptor no celular recebe informações de tempo sincronizadas com a superfície, mantendo a precisão que o usuário percebe ao traçar rotas ou chamar um veículo por aplicativo.
A aplicação prática das teorias formuladas por Einstein no início do século XX faz do GPS um dos exemplos mais claros de como conceitos da física teórica sustentam tecnologias do cotidiano.
Com informações de WizyThec
