왜 당신의 지도는 점심때쯤이면 틀려 있을까

당신의 휴대폰이 자신의 위치를 아는 것은, 사실상 우주에 떠 있는 시계들을 엿듣고 있기 때문이다. 위성은 쉼 없이 시각을 방송하고, 휴대폰은 각 신호가 도착하는 데 걸린 시간으로 자신의 위치를 계산한다. 근본적으로 이것은 지도로 위장한 시간 계산 문제다.

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.

여기에 불편한 세부 사항이 있다. 그 시계들은 당신 손목에 있는 시계와 같은 속도로 가지 않는다. 지구의 질량에서 더 멀어질수록 시간은 조금 더 빨리 흐르고, 궤도를 빠르게 도는 것은 반대로 시간의 속도를 끌어당긴다. 이 두 효과는 서로 정확히 상쇄되지 않고, 그 결과 위성의 시계는 하루에 대략 백만 분의 삼십팔 초씩 더 앞서게 된다.

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.

그것은 아무것도 아닌 것처럼 들린다. 그러나 그렇지 않다. 빛은 십억 분의 일 초 동안 약 삼십 센티미터를 나아가므로, 그 정도 크기의 보정되지 않은 오차는 하루에 약 십 킬로미터에 이르는 위치 오차로 쌓인다. 당신의 파란 점은 저녁 식사 전에 거리를 벗어나고, 이어 마을 밖으로 벗어날 것이다. 그래서 그 시계들은 지상에서는 일부러 잘못된 속도로 가도록 만들어져, 궤도에 도달했을 때 비로소 올바른 속도에 이르게 설계되어 있다.

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.