Advertisement

Faktor Fisika Kuno Einstein yang Jadi Kunci Agar GPS di Ponsel Bisa Berfungsi Akurat

Perangkat GPS di ponsel mengandalkan prinsip fisika yang dirumuskan lebih dari satu abad lalu oleh Albert Einstein. Tanpa koreksi berdasarkan teori relativitasnya, akurasi GPS akan menurun drastis, bahkan dapat mengalami kesalahan penentuan posisi hingga lebih dari 6 mil per hari.

GPS bekerja dengan mengukur waktu yang dibutuhkan sinyal radio dari satelit untuk mencapai ponsel. Setiap satelit mengorbit pada ketinggian sekitar 12.550 mil dengan kecepatan sekitar 14.000 kilometer per jam. Sistem ini membutuhkan presisi waktu dalam skala nanosekon, karena kesalahan satu nanosekon saja bisa menyebabkan kesalahan posisi sekitar 30 sentimeter.

Sinyal GPS dari minimal empat satelit diperlukan agar ponsel dapat menghitung posisi secara tepat. Karena ketelitian tinggi ini, jam atom pada satelit harus sangat presisi. Namun, pergerakan cepat satelit dan medan gravitasi di luar angkasa menyebabkan jam tersebut berperilaku berbeda dibanding jam di permukaan bumi.

Teori relativitas khusus Einstein menyatakan bahwa jam yang bergerak cepat akan beroperasi lebih lambat. Karena satelit bergerak dengan kecepatan tinggi, jam di satelit mengalami perlambatan sekitar 7 mikrodetik per hari. Di sisi lain, relativitas umum menunjukkan bahwa gravitasi yang lebih lemah di orbit satelit membuat jam berjalan lebih cepat, yaitu sekitar 45 mikrodetik per hari.

Secara keseluruhan, jam di satelit mengalami percepatan bersih sekitar 38 mikrodetik per hari jika tidak dikoreksi. Untuk mengatasi ini, para insinyur GPS memprogram jam satelit agar berjalan lebih lambat sebelum peluncuran. Langkah ini mengimbangi efek relativistik sehingga sinyal yang diterima ponsel tetap akurat.

Tanpa koreksi ini, kesalahan pemetaan akan cepat menumpuk. Misalnya, saat mendaki Gunung Everest menggunakan GPS tanpa koreksi relativitas, posisi yang ditunjukkan bisa meleset hingga 6 kilometer setelah tiga hari perjalanan. Begitu juga pada penggunaan sehari-hari, kesalahan dapat membuat pengguna salah arah hingga beberapa blok.

Semua perangkat GPS dan sistem navigasi lainnya yang mengandalkan satelit, seperti Galileo dari Eropa, GLONASS dari Rusia, dan BeiDou dari China, menerapkan koreksi relativitas serupa. Hal ini membuktikan bahwa teori Einstein bukan hanya sekadar konsep ilmiah abstrak, melainkan bagian penting dari infrastruktur teknis modern.

Dengan demikian, setiap kali ponsel mengarahkan pengguna ke alamat tujuan, ia turut mengandalkan validasi nyata atas teori relativitas yang telah diuji ribuan kali dalam praktik. GPS bukan hanya teknologi canggih, tetapi juga bukti kuat integrasi ilmu fisika klasik ke dalam kehidupan sehari-hari.

Berita Terkait

Back to top button