Το βαρυτικό πεδίο επηρεάζει τη συχνότητα δορυφόρου;
1. Χρόνος διαστολή:
* Γενική σχετικότητα: Η θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν δηλώνει ότι ο χρόνος επιβραδύνεται σε ισχυρότερα βαρυτικά πεδία. Αυτό σημαίνει ότι ένας δορυφόρος στην τροχιά, που βιώνει ασθενέστερη βαρύτητα απ 'ό, τι στην επιφάνεια της Γης, βιώνει στην πραγματικότητα τον χρόνο ελαφρώς πιο γρήγορα από ένα ρολόι στο έδαφος.
* Συχνότητα μετατόπισης: Δεδομένου ότι το εσωτερικό ρολόι του δορυφόρου τρέχει ελαφρώς πιο γρήγορα, η συχνότητα οποιωνδήποτε σημάτων που μεταδίδει (όπως τα σήματα GPS) θα εμφανιστεί ελαφρώς υψηλότερη από την οπτική γωνία ενός δέκτη στη Γη.
2. Επίδραση Doppler:
* Orbital Motion: Ως δορυφορικές τροχιές, η ταχύτητά του σε σχέση με έναν παρατηρητή στη γη αλλάζει. Αυτό οδηγεί σε μετατόπιση Doppler στη συχνότητα των σημάτων του δορυφόρου. Όταν ο δορυφόρος κινείται προς τη Γη, η συχνότητα εμφανίζεται υψηλότερη και όταν κινείται μακριά, η συχνότητα εμφανίζεται χαμηλότερη.
3. Βαρυτική redshift:
* Τεχνικά δεν σχετίζεται: Ενώ υπάρχει μια έννοια που ονομάζεται βαρυτική redshift, όπου το φως από ένα ισχυρό βαρυτικό πεδίο εμφανίζεται μετατοπίζεται προς χαμηλότερες συχνότητες, είναι αμελητέο στο πλαίσιο των δορυφορικών τροχιών. Η διαφορά βαρύτητας μεταξύ της επιφάνειας της Γης και της τροχιάς ενός δορυφόρου δεν είναι αρκετά ισχυρή για να προκαλέσει μια αξιοσημείωτη κόκκινη μετατόπιση.
Συνοπτικά:
* Χρόνος διαστολή: Η κύρια επίδραση της βαρύτητας στη συχνότητα ενός δορυφόρου οφείλεται στη διαστολή του χρόνου, προκαλώντας ελαφρά αύξηση της συχνότητας των μεταδιδόμενων σημάτων.
* Doppler Effect: Η μετατόπιση του Doppler που προκαλείται από την τροχιακή κίνηση του δορυφόρου επηρεάζει επίσης την ληφθείσα συχνότητα.
* βαρυτική redshift: Αυτό το αποτέλεσμα είναι αμελητέο για δορυφορικές τροχιές.
Σημαντική σημείωση: Αυτά τα αποτελέσματα είναι σχετικά μικρά, αλλά πρέπει να ληφθούν υπόψη σε ακριβείς εφαρμογές όπως η πλοήγηση GPS. Οι δορυφόροι μεταφέρουν ατομικά ρολόγια και εξελιγμένους αλγόριθμους για να αντισταθμίσουν αυτά τα σχετικιστικά αποτελέσματα, εξασφαλίζοντας ακριβείς πληροφορίες θέσης.
