Vreme teče brže na Marsu, a naučnici sad znaju koliko brže

Istraživanje koje su sprovela dva fizičara iz Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju (NIST) u Sjedinjenim Državama otkriva da časovnici na Marsu kucaju 477 milionitih delova sekunde (477 mikrosekundi) brže na dan, u proseku, naspram časovnika na Zemlji.

Iako mala, ta razlika može biti ključna u situacijama kad vreme na Zemlji, Mesecu i Marsu treba da bude usklađeno krajnje precizno.

Preporučujemo

Ajnštajnova teorija opšte relativnosti pokazuje da masa utiče na vreme, što dovodi do takozvanog gravitacionog usporavanja vremena. Za posmatrače spolja, časovnici pod uticajem relativno snažnog gravitacionog polja otkucavaće sporije nego satovi na njihovim zglobovima.

Slično tome, trajanje sekunde unutar slabijeg gravitacionog polja kraće je nego sekunda koju mere posmatrači pod uticajem veće gravitacije.

Na primer, atomski satovi na satelitima za globalno pozicioniranje brži su u poređenju sa satovima na Zemljinoj površini, pošto vrlo mala promena gravitacije u srednjoj Zemljinoj orbiti, uz uticaje njihovog ubrzanja na usporavanje vremena, stvara neto razliku od 38 mikrosekundi po danu.

Sad su naučnici iz NIST-a razvili precizan sistem za merenje vremena na Marsu.

Prethodno su razvili standard za merenje vremena na Mesecu, poput Univerzalnog koordinisanog vremena (UTC) na Zemlji, globalnog standarda za merenje vremena. UTC koriste astronomi i Mreža dubokog svemira (DSN) i precizan je u okviru oko 100 pikosekundi na dan, pri čemu je pikosekunda jedan bilioniti deo sekunde.

Na površini Meseca, vreme teče 56 mikrosekundi brže nego na Zemlji, što zavisi od ključnih faktora kao što su masa i gravitaciona interakcija između Sunca, Zemlje i Meseca.

Međutim, merenje vremena na Marsu je komplikovanije nego na Mesecu "Problem tri tela je vrlo komplikovan. Sad imamo četiri: Sunce, Zemlju, Mesec i Mars", kažu naučnici.

Marsova površinska gravitacija je mnogo slabija nego površinska gravitacija Zemlje jer je Mars težak otprilike kao desetina Zemlje. Pomoću podataka prikupljenih iz misija na Mars, naučnici procenjuju da je Marsova površinska gravitacija pet puta slabija od Zemljine.

Osim toga, Mars je udaljen oko 1,5 astronomskih jedinica (AU) od Sunca, u poređenju sa jednom AU između Sunca i Zemlje. Pošto gravitaciona sila opada sa distancom po zakonu inverznog kvadrata, Mars je predmet slabijeg gravitacionog potencijala Sunca.

Ovo je dodatno zakomplikovano činjenicom da Mars ima mnogo ekscentričniju orbitu nego Zemlja, zbog čega doživljava veće fluktuacije u gravitacionom potencijalu.

Dakle, dok časovnici na Marsu otkucavaju 477 mikrosekunde brže nego na Zemlji u proseku, ova razlika se smanjuje ili povećava za 266 mikrosekunde na dan tokom marsovske godine.

Marsovska godina je takođe mnogo duža nego Zemljina, pošto je Marsu potrebno 687 dana da obiđe Sunce. Njegov dan je takođe duži, pošto Crvenoj planeti treba dodatnih 40 minuta da obavi punu rotaciju oko svoje ose.

Postizanje ovih preciznih, skalabilnih vremenskih okvira je bitno za buduće operacije na Marsu, uključujući sudbonosno sletanje ljudi.

"Možda će proći decenije pre nego što Marsovu površinu preplave tragovi rovera, ali je korisno sad proučiti pitanja u pogledu uspostavljanja navigacionih sistema na drugim planetama i mesecima," kažu naučnici.

U međuvremenu, merenje vremena van Zemlje biće ključno za podršku komunikacijama, pozicioniranju i navigaciji u lunarnim misijama koje planiraju i komercijalni entiteti i nacionalne svemirske agencije.

Izgradnja skalabilne infrastrukture za merenje vremena izvan okruženja Zemlja-Mesec, kao i stvaranje okvira za "autonomnu međuplanetarnu vremensku sinhronizaciju", stoga predstavlja bitan cilj, tako da ovaj rad predstavlja suštinski značajan korak za svemirsko istraživanje.

Naučnici ističu značaj ovih nalaza: "Pravo je vreme za Mesec i Mars. Ovo je najbliže što smo došli do realizacije naučno-fantastične vizije širenja po Sunčevom sistemu".

(Telegraf Nauka/Science Alert)