Les physiciens ont quantifié avec précision la différence de temps qui s’écoule entre la Terre et Mars, révélant que le temps sur la planète rouge s’écoule environ 477 microsecondes plus vite par jour que sur la nôtre. Les résultats, publiés dans The Astronomical Journal, ne sont pas seulement académiques ; ils sont essentiels aux futurs voyages spatiaux, à la communication et à une compréhension plus profonde de l’univers lui-même.
La relativité en action
La théorie de la relativité d’Einstein prédit que le temps n’est pas absolu mais est relatif à la gravité et à la vitesse. Sur Terre, cet effet est subtil mais mesurable : les horloges à des altitudes plus élevées (comme au sommet du mont Everest) tournent légèrement plus vite que celles au niveau de la mer. En effet, une gravité plus faible permet au temps de se déplacer plus librement.
L’effet est encore plus prononcé dans l’espace. Les satellites GPS, en orbite à plus de 12 500 milles au-dessus de la Terre, doivent prendre en compte une dilatation temporelle de 45,7 microsecondes pour fonctionner avec précision. Ne pas le faire paralyserait les télécommunications modernes.
Le problème des quatre corps sur Mars
Calculer le temps passé sur Mars est plus complexe que la simple prise en compte d’une gravité plus faible. L’orbite de la planète autour du Soleil pendant 687 jours, ainsi que les influences gravitationnelles de la Terre, de la Lune et du Soleil lui-même, créent ce que les physiciens appellent un « problème à quatre corps ». C’est bien plus difficile que le problème des trois corps (Terre, Lune, Soleil) qui est déjà assez difficile à modéliser.
Selon Bijunath Patla, physicien du NIST, « le gros du travail est plus difficile que je ne le pensais au départ ». Patla et son collègue Neil Ashby ont utilisé des calculs précis prenant en compte les conditions de la surface martienne (similaires au niveau de la mer sur Terre) et les influences cosmiques pour arriver à la différence de 477 microsecondes.
Pourquoi c’est important au-delà des voyages spatiaux
Même si l’écart est infime – moins qu’un clin d’œil – l’effet cumulatif est significatif. Par exemple, les réseaux 5G nécessitent une précision de synchronisation allant jusqu’au dixième de microseconde. Les futures communications dans l’espace lointain reposeront sur une synchronisation temporelle précise pour éviter les retards. Actuellement, il faut plus de 24 minutes pour communiquer avec des rovers comme Curiosity sur Mars ; un meilleur chronométrage pourrait réduire considérablement ce décalage.
“Si vous obtenez la synchronisation, ce sera presque comme une communication en temps réel, sans aucune perte d’informations. Vous n’avez pas besoin d’attendre pour voir ce qui se passe”, a déclaré Patla.
Ces calculs ne concernent pas uniquement Mars. Le NIST a publié l’année dernière un plan pour le chronométrage lunaire, et les nouvelles données martiennes peuvent améliorer ce système. En fin de compte, ce travail constitue une étape vers la réalisation de la vision de science-fiction d’une exploration spatiale généralisée. La nature fondamentale du temps lui-même est en train d’être redéfinie à mesure que nous nous préparons à nous étendre à travers le système solaire.
