Warum deine Karte bis zum Mittagessen falsch läge

Dein Handy weiß, wo du stehst, weil es im Grunde Uhren im Weltraum belauscht. Satelliten senden unablässig die Uhrzeit aus, und dein Handy berechnet seine Position danach, wie lange jedes Signal unterwegs war. Es ist im Kern ein Zeitmessproblem, das sich als Landkarte tarnt.

Your phone knows where you stand because it is, in effect, eavesdropping on clocks in space. Satellites broadcast the time, relentlessly, and your phone calculates its position from how long each signal took to arrive. It is, at bottom, a timing problem masquerading as a map.

Hier das unbequeme Detail. Jene Uhren ticken nicht im selben Takt wie die an deinem Handgelenk. Weiter entfernt von der Masse des Planeten läuft die Zeit etwas schneller; die hohe Geschwindigkeit im Orbit zieht den Takt wieder in die andere Richtung. Die beiden Effekte heben sich nicht gegenseitig auf, und die Satelliten gewinnen am Ende täglich rund achtunddreißig millionstel Sekunden hinzu.

Here is the inconvenient detail. Those clocks do not tick at the same rate as the one on your wrist. Further from the planet's mass, time runs slightly faster; moving at speed in orbit pulls the rate the other way. The two effects fail to cancel out, and the satellites end up gaining roughly thirty eight millionths of a second every day.

Das klingt nach nichts. Ist es aber nicht. Licht legt in einer milliardstel Sekunde etwa dreißig Zentimeter zurück, sodass ein unkorrigierter Fehler dieser Größenordnung sich zu etwa zehn Kilometern Positionsfehler pro Tag aufsummiert. Dein blauer Punkt würde von der Straße abdriften, dann aus der Stadt hinaus, noch vor dem Abendessen. Die Uhren werden daher absichtlich so gebaut, dass sie am Boden im falschen Takt laufen, damit sie im Orbit im richtigen ankommen.

That sounds like nothing. It is not. Light travels about thirty centimetres in a billionth of a second, so an uncorrected error of that magnitude compounds into roughly ten kilometres of position error per day. Your blue dot would wander off the street, then off the town, before dinner. The clocks are therefore built, deliberately, to run at the wrong rate on the ground, so that they arrive at the right one once they reach orbit.