GPS 위성의 시계

하루에 38.5마이크로초

GPS 위성은 약 2만 km 높이에서 지구를 돕니다. 위성은 빠르게 움직이니 시계가 하루에 약 7.2마이크로초(100만분의 7.2초) 느려집니다. 하지만 지구에서 멀어 중력이 약하니, 오히려 하루에 약 45.7마이크로초 빨라집니다. 합치면 땅의 시계보다 하루에 약 38.5마이크로초 빨리 갑니다. 이것을 고치지 않으면 내 위치가 하루에 12 km쯤 틀어집니다.

왜?GPS는 위성에서 온 신호가 얼마 만에 도착했는지로 거리를 잽니다. 1마이크로초는 100만분의 1초인데, 빛은 그사이 300 m를 갑니다. 그래서 시계가 아주 조금만 틀려도 위치가 크게 틀어집니다. 위성 시계는 처음부터 이만큼 느리게 맞춰서 쏘아 올립니다.

더 알기높이에 따른 시간 차이는 땅 위에서도 잴 수 있습니다. 2010년 미국 연구진은 아주 정밀한 시계 두 대를 33 cm 높이 차이로 두고, 높은 쪽이 아주 조금 빨리 간다는 것을 확인했습니다. 중력이 시간을 휘게 한다는 이 효과가 일반 상대성 이론의 중심입니다.

지금 보는 시계

GPS 위성의 시계 (땅의 시계와 견주면)

느려지는 정도

하루에 38.5마이크로초 빠름

시계 빠르기

0.99999999975

멀리 떨어진 빈 우주의 시계가 1초 갈 때 그 시계가 가는 초 · 상대성 이론 식으로 계산