Czas nie jest absolutny; to jest względne. Według ostatnich obliczeń naukowców z Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST) czas płynie nieco szybciej na Marsie niż na Ziemi — średnio 477 milionowych sekundy dziennie. To nie jest science fiction, ale bezpośrednia konsekwencja teorii względności Einsteina i ma realne implikacje dla przyszłości eksploracji kosmosu.
Dlaczego czas marsjański jest inny
Różnica wynika ze złożonego oddziaływania sił grawitacyjnych i mechaniki orbitalnej. Grawitacja na Marsie jest słabsza niż na Ziemi (około pięć razy mniejsza), obraca się wokół Słońca wolniej i porusza się po bardziej eliptycznej drodze. Czynniki te łączą się, tworząc mierzalne wydłużenie czasu.
- Rola grawitacji: Silniejsza grawitacja spowalnia czas, tak jak przewidywał Einstein. Grawitacja Ziemi ma silniejszy wpływ na czas niż grawitacja Marsa.
- Mimośród orbity: Lekko wydłużona orbita Marsa oznacza, że przyspiesza i zwalnia w stosunku do Słońca, co dodatkowo wpływa na upływ czasu.
- Problem wielociałowy: Słońce, Ziemia, Księżyc i Mars oddziałują na siebie grawitacyjnie. Obliczenie dokładnych efektów wymaga rozwiązania złożonego problemu czterech ciał.
Jak wyjaśnił naukowiec NIST, Bijunath Patla, „odległość Marsa od Słońca i jego mimośrodowa orbita zwiększają wahania czasu”. Obliczenia okazały się zaskakująco skomplikowane, przekraczając początkowe oczekiwania.
Dylatacja czasu: wyjaśnienie
Zjawisko to, znane jako dylatacja czasu, nie ogranicza się do Marsa. Jest to ten sam efekt, który powoduje słynny „paradoks bliźniaków”, w którym podróżnik kosmiczny podróżujący z prędkością bliską prędkości światła starzeje się wolniej niż jego ziemskie rodzeństwo. Podobnie czas zwalnia w pobliżu czarnych dziur z powodu ekstremalnej grawitacji. Na Marsie różnica choć niewielka, jest mierzalna.
Dla osoby stojącej na Marsie sekunda wydaje się sekundą. Ale dla obserwatora na Ziemi ta marsjańska sekunda minie nieco szybciej. Średnia różnica wynosi 477 mikrosekund dziennie, ale może się wahać do 226 mikrosekund w zależności od pozycji Marsa na jego orbicie.
Implikacje dla eksploracji kosmosu
Choć różnica wydaje się niewielka, w przypadku technologii wymagających dużej precyzji jest istotna. Na przykład sieci 5G wymagają synchronizacji w ciągu jednej dziesiątej mikrosekundy. Przyszłe systemy nawigacji i komunikacji w wewnętrznym Układzie Słonecznym muszą uwzględniać tę różnicę czasu.
Dokładne zegary są niezbędne w nawigacji międzyplanetarnej, tak samo jak w przypadku GPS na Ziemi. Rozumiejąc, jak czas zachowuje się na innych planetach, możemy zapewnić płynną komunikację i precyzyjne pozycjonowanie badaczom-robotom i ludziom.
„Może minąć dziesięciolecia, zanim powierzchnia Marsa pokryje się śladami wędrujących łazików, ale teraz przydatne będzie zbadanie kwestii związanych z tworzeniem systemów nawigacyjnych na innych planetach i księżycach” – mówi Neil Ashby z NIST.
Zespół NIST obliczył również, że zegary na Księżycu tykają o 56 mikrosekund szybciej niż zegary na Ziemi. Odkrycia te stanowią krok w kierunku realizacji od dawna skrywanego marzenia o rozszerzeniu obecności człowieka w całym Układzie Słonecznym.
Podsumowując, subtelna, ale mierzalna różnica czasu między Marsem a Ziemią nie jest tylko teoretyczną ciekawostką. Jest to praktyczne wyzwanie, któremu należy sprostać w miarę zbliżania się do ustanowienia stałych osiedli i wzajemnie połączonych sieci poza naszą planetą. Wszechświat funkcjonuje według precyzyjnych zasad, a uwzględnienie tych zasad będzie kluczowe dla osiągnięcia sukcesu w kolejnej erze eksploracji kosmosu.
