Недавние исследования физиков из Национального института стандартов и технологий (NIST) точно определили, как время проходит по-разному на Марсе по сравнению с Землей. Часы на Красной планете в среднем тикают на 477 микросекунд (477-миллионных долей секунды) быстрее в сутки, чем на Земле. Хотя на первый взгляд это кажется незначительным, эта разница критически важна для координации миссий, требующих точности до долей секунды на разных планетах.
Теория относительности и замедление времени под действием гравитации
Разница возникает из-за теории относительности Эйнштейна, которая утверждает, что гравитация влияет на время. Более сильные гравитационные поля замедляют время, в то время как более слабые позволяют ему течь быстрее. Большая масса Земли создает более сильное гравитационное притяжение, заставляя время идти медленнее, чем на Марсе, где гравитация слабее из-за меньшего размера планеты. Этот эффект не только теоретический; он уже учитывается в системах, таких как спутники GPS, где атомные часы идут быстрее на орбите из-за меньшей гравитации и относительной скорости.
Четырёхтельная задача
Расчет марсианского времени сложнее, чем лунного, который NIST стандартизировал ранее. Время на Луне подвержено гравитационному взаимодействию между Землей, Солнцем и Луной. Но Марс включает в себя «четырёхтельную задачу», учитывающую Солнце, Землю, Луну и Марс. Это связано с тем, что у Марса слабее гравитация на поверхности (в пять раз меньше, чем у Земли) и более эксцентричная орбита, что приводит к большим колебаниям гравитального потенциала.
Колебания марсианского времени
Средняя разница во времени в 477 микросекунд в сутки на Марсе не является постоянной. Эта разница варьируется на 266 микросекунд в день в течение марсианского года (который длится 687 земных дней). Это связано с тем, что орбита Марса более эллиптическая, чем у Земли, что заставляет его испытывать большие колебания гравитационного влияния Солнца. Кроме того, марсианские сутки длиннее земных на 40 минут.
Будущее межпланетного времени
Точное время становится все более важным для будущих космических исследований. По мере того как пилотируемые миссии на Марс становятся все более вероятными, точная синхронизация между Землей, Луной и Марсом будет иметь решающее значение для навигации, связи и проведения миссий. Исследования NIST представляют собой важный шаг к созданию масштабируемой межпланетной инфраструктуры времени, обеспечивающей автономную синхронизацию по всей Солнечной системе.
«Настало подходящее время для Луны и Марса», — объясняет Патла. «Мы как никогда близки к реализации научно-фантастического видения расширения по всей Солнечной системе».
