Den europeiske romfartsorganisasjonen ESA sendte i april 2025 den mest presise klokke noensinne opp i verdensrommet. Atomic Clock Ensemble in Space (ACES) som nu er ombord på Den internasjonale romstasjonen ISS, består av to sammenkoblede atomur, det ene med cesiumatomer, det andre med hydrogenatomer. Det har en feilmargin på beskjedne ett sekund hvert 300 millioner år.

Fra verdensrommet vil ACES koble seg til de mest nøyaktige klokkene på jorden og skape et synkronisert klokke-nettverk. Det vil gjøre det mulig å utføre tester av grunnleggende fysikk med hittil ukjent presisjon. Med dette teknologiske gjennombruddet kan det skapes en global standard for høydemålinger – et globalt nullpunkt (geoid) – noe som er avgjørende for alt fra brobygging til overvåkning av havnivået.

Havet er ikke i vater

En historie fra 2003 om en bro over Rhinen illustrerer viktigheten av et globalt nullpunkt: 

I 2003 startet Tyskland og Sveits fra hver sin side byggingen av en bro over Rhinen. Efter noen måneder oppdaget de at de ikke ville møtes på midten. Den tyske delen av broen lå 54 centimeter høyere enn den sveitsiske.

De tyske ingeniørene hadde målt høyden med nullpunkt i Nordsjøen – mens sveitserne hadde brukt Middelhavet som lå/ligger 27 centimeter lavere. 

Vi forholder oss til «høyde over havet», men havets høyde varierer fra sted til sted og det er ikke «i vater». Selv om både tyskerne og sveitserne visste om nivåforskjellen, blandet de hvilken side som var høyest. Det endte med at Tyskland senket sin side for å få broen til å møtes på midten.

Boarding pass for the ISS 🎟️

The Atomic Clock Ensemble in Space (ACES) has arrived at the International Space Station!
ACES is designed to analyse time on Earth 🌍 by coordinating a network 🌐 of 2 atomic clocks : a laser-cooled Cesium atom clock, PHARAO, made by @CNES in… pic.twitter.com/4hNJV12Lf8

— Airbus Space (@AirbusSpace) April 22, 2025

Tredimensjonalt motstykke til bredde- og lengdegrader

For å forhindre tilsvarende konstruksjonsfeil vedtok International Association of Geodesy i 2015 en global standard med et mer presist nullpunkt som kan brukes til å måle høyde over hele verden – International Height Reference Frame (IHRF) – en standard som i 2020 løste en disputt mellom Kina og Nepal om Mount Everests høyde da den ble fastsatt til 8848,86 meter. 

– Dette er det tredimensjonale motstykke til bredde- og lengdegrader, sier Laura Sanchez, geodetiker ved det tekniske universitet i München som er med på å koordinere standardiseringsarbeidet (en geodet har utdannelse innen geomatikk – landmåling, kart og oppmåling – og spesialisering innen geodesi, studiet av planetens form, orientering og gravitasjonsfelt). 

Nu – ti år efterat standarden ble vedtatt – ønsker geodeter å oppdatere standarden ved hjelp av den mest presise klokke som overhodet har svevet over våre hoder.

Føttene eldes hurtigere enn hodet

Ifølge Einsteins generelle relativitetsteori går tiden langsommere i sterke gravitasjonsfelter (for eksempel nær en massiv planet eller et sort hull) i forhold til et område med svakere gravitasjon. Tiden kan nesten stoppe opp nær et sort hull om den observeres av en observatør på betryggende avstand.

Føttene dine opplever for eksempel sterkere tyngdekraft enn hodet når du står oppreist. Hvis du blir rundt 80 år gammel vil føttene i løpet av denne tiden eldes flere titalls milliarddels sekund mer enn hodet, som – relativt sett – holder seg ungt.

Ved å synkronisere ACES med verdens mest nøyaktige bakkebaserte klokker, kan geodesister kartlegge gravitasjonsvariasjoner og oversette dem til høydemålinger med enestående presisjon sammenlignet med dagens geoid, som kan avvike med flere desimeter i dårlig kartlagte regioner.

En bro tvers over Afrika

Den nuværende geoiden bygger på en modell av jorden der alle punkter har samme gravitasjon. Den er mindre presis i områder som Amazonas og Sahara. For eksempel kan en hypotetisk bro fra Middelhavet til Cape Town avvike med flere titalls centimeter, mens en nordamerikansk bro kun ville avvike med opptil fem cm. 

ACES har fremdeles en vei å gå – det tar tid å kartlegge verden – men innevarsler en fremtid der vi kan måle jorden med et nøyaktighetsnivå på én centimeter – eller mindre.

Intellektuelt påfyll, kjøp Sokrates’ forsvarstale fra Document! Kjøp e-boken her.

Er du lei av media som ikke forteller deg alt?
Støtt frie og uavhengige Document!