Penelitian terbaru dari fisikawan di Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST) telah secara akurat mengukur perbedaan waktu di Mars dibandingkan di Bumi. Jam di planet merah, rata-rata, berdetak 477 mikrodetik (477 sepersejuta detik) lebih cepat per hari dibandingkan jam di Bumi. Meskipun tampaknya sangat kecil, perbedaan ini sangat penting untuk mengoordinasikan misi yang memerlukan ketelitian sepersekian detik di berbagai planet.
Relativitas dan Pelebaran Waktu Gravitasi
Perbedaannya muncul dari teori relativitas umum Einstein, yang menyatakan bahwa gravitasi mempengaruhi waktu. Medan gravitasi yang lebih kuat memperlambat waktu, sedangkan medan gravitasi yang lebih lemah memungkinkannya berlalu lebih cepat. Massa bumi yang lebih tinggi menciptakan tarikan gravitasi yang lebih kuat, membuat waktu berjalan lebih lambat dibandingkan di Mars, yang gravitasinya lebih lemah karena ukurannya yang lebih kecil. Efek ini tidak hanya bersifat teoretis; hal ini sudah diperhitungkan dalam sistem seperti satelit GPS, di mana jam atom berjalan lebih cepat di orbit karena gravitasi yang lebih kecil dan kecepatan relatif.
Masalah Empat Tubuh
Menghitung waktu Mars lebih rumit daripada waktu bulan, yang sebelumnya telah distandarisasi oleh NIST. Ketepatan waktu Bulan dipengaruhi oleh interaksi gravitasi antara Bumi, Matahari, dan Bulan. Namun Mars melibatkan “masalah empat benda”, yang memperhitungkan Matahari, Bumi, Bulan, dan Mars. Hal ini karena Mars memiliki gravitasi permukaan yang lebih lemah (lima kali lebih kecil dari Bumi) dan orbit yang lebih eksentrik, sehingga potensi gravitasinya berfluktuasi lebih besar.
Fluktuasi Waktu Mars
Perbedaan waktu rata-rata sebesar 477 mikrodetik per hari di Mars tidaklah konstan. Perbedaan tersebut bervariasi hingga 266 mikrodetik setiap hari sepanjang tahun Mars (yaitu 687 hari Bumi). Pasalnya, orbit Mars lebih elips dibandingkan Bumi sehingga menyebabkannya mengalami ayunan pengaruh gravitasi Matahari yang lebih besar. Selain itu, hari di Mars lebih panjang dibandingkan hari di Bumi, sehingga membutuhkan waktu tambahan 40 menit untuk satu rotasi penuh.
Masa Depan Ketepatan Waktu Antarplanet
Ketepatan waktu menjadi penting untuk eksplorasi ruang angkasa di masa depan. Ketika misi manusia ke Mars semakin mungkin dilakukan, sinkronisasi yang akurat antara Bumi, Bulan, dan Mars akan menjadi sangat penting untuk navigasi, komunikasi, dan operasi misi. Penelitian NIST mewakili langkah penting menuju pembangunan infrastruktur penunjuk waktu antarplanet yang dapat diskalakan, memastikan sinkronisasi otonom di seluruh tata surya.
“Waktunya tepat untuk Bulan dan Mars,” jelas Patla. “Ini adalah titik terdekat kita dalam mewujudkan visi fiksi ilmiah mengenai perluasan Tata Surya.”
