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Pensavo di sapere come funzionava il GPS finché non ho scoperto che gli sbaglierà di 10 CHILOMETRI se non fosse per qualcosa che ha scoperto l'unico e inimitabile: Albert Einstein.
Per iniziare, il GPS non sa dove sei. Il tuo cellulare ascolta come minimo quattro satelliti che gli dicono solo due cose: dove sono e che ora è. Sapendo a che ora è arrivata la segnale e che viaggia alla velocità della luce (300.000 km al secondo), possiamo calcolare a che distanza siamo da ognuno.
Per esempio: se un segnale ha impiegato 0,07 secondi ad arrivare, quel satellite è a 21.000 km. Se facciamo lo stesso con tutti e incrociamo le intersezioni delle distanze, l'unico punto del pianeta che coincide con i quattro è esattamente il posto in cui ci troviamo. Gli orologi atomici dei satelliti GPS hanno una precisione di nanosecondi: un secondo diviso ¡un miliardo di volte! Un nanosecondo di errore nell'orologio equivale a 30 centimetri di errore nella tua posizione.
Per darti un'idea: un nanosecondo è a un secondo quello che un secondo è a 31 anni. Perché dico, allora, che quel metodo gli sbaglia di 10 chilometri? Perché Albert Einstein ha dimostrato qualcosa che ha chiamato la “Teoria della Relatività Speciale”: se ti muovi velocissimo, il tuo tempo passa più piano. Te lo giuro, non è una metafora...
I satelliti GPS viaggiano a 14.000 km/h e questo fa sì che i loro orologi ritardino di 7000 nanosecondi al giorno rispetto a quelli della Terra: 0,000007 secondi. Un disastro. Come se non bastasse, c'è un secondo effetto che Einstein ha chiamato la “Teoria della Relatività Generale”: la gravità deforma il tempo. I tuoi piedi invecchiano più piano della tua testa perché sono più vicini al centro della Terra. La differenza è completamente insignificante per noi, ma i satelliti sono a 20.000 km di altezza, dove la gravità è più debole; quindi, i loro orologi avanzano di 45 microsecondi al giorno. Sottrai i 7 che ritardano per velocità e ti rimangono 38 microsecondi di sfasamento.
Se la luce percorre 300.000 km in un secondo, allora in un microsecondo percorre 300 metri. Moltiplicato per 38: 11,4 chilometri al giorno. Gli ingegneri regolano la frequenza degli orologi atomici prima di lanciare ogni satellite perché compensino esattamente quegli 0,000038 secondi.
Se Einstein si fosse sbagliato, Google Maps non esisterebbe. La teoria astratta più famosa della fisica è quella che ci permette di sapere in quale punto del pianeta siamo nel modo più concreto che esista.
