Fisikawan telah menghitung dengan tepat perbedaan perjalanan waktu antara Bumi dan Mars, dan mengungkapkan bahwa waktu di Planet Merah mengalir sekitar 477 mikrodetik lebih cepat per hari dibandingkan waktu di planet kita. Temuan yang dipublikasikan di The Astronomical Journal ini tidak hanya bersifat akademis; mereka sangat penting untuk perjalanan ruang angkasa di masa depan, komunikasi, dan pemahaman yang lebih mendalam tentang alam semesta itu sendiri.
Relativitas dalam Aksi
Teori relativitas Einstein memperkirakan bahwa waktu tidak mutlak tetapi relatif terhadap gravitasi dan kecepatan. Di Bumi, efek ini tidak kentara namun dapat diukur: jam di ketinggian (seperti di puncak Gunung Everest) berdetak sedikit lebih cepat dibandingkan jam di permukaan laut. Ini karena gravitasi yang lebih lemah memungkinkan waktu bergerak lebih leluasa.
Efeknya bahkan lebih terasa di luar angkasa. Satelit GPS, yang mengorbit pada ketinggian lebih dari 12.500 mil di atas Bumi, harus memperhitungkan pelebaran waktu 45,7 mikrodetik agar dapat berfungsi secara akurat. Kegagalan untuk melakukan hal ini akan melumpuhkan telekomunikasi modern.
Masalah Empat Tubuh di Mars
Menghitung waktu di Mars lebih rumit dari sekadar memperhitungkan lemahnya gravitasi. Orbit planet mengelilingi matahari selama 687 hari, bersama dengan pengaruh gravitasi Bumi, bulan, dan matahari itu sendiri, menciptakan apa yang oleh para fisikawan disebut sebagai “masalah empat benda”. Hal ini jauh lebih menantang dibandingkan permasalahan tiga benda (Bumi, Bulan, Matahari) yang sudah cukup sulit untuk dimodelkan.
Menurut fisikawan NIST Bijunath Patla, “Angkatan berat ternyata lebih menantang daripada yang saya kira.” Patla dan rekannya, Neil Ashby, menggunakan perhitungan yang tepat dengan memperhitungkan kondisi permukaan Mars (mirip dengan permukaan laut Bumi) dan pengaruh kosmik untuk mencapai perbedaan 477 mikrodetik.
Mengapa Hal Ini Penting Selain Perjalanan Luar Angkasa
Meskipun perbedaannya kecil – kurang dari sekejap mata – efek kumulatifnya cukup signifikan. Misalnya, jaringan 5G memerlukan akurasi waktu hingga sepersepuluh mikrodetik. Komunikasi luar angkasa di masa depan akan bergantung pada sinkronisasi waktu yang tepat untuk menghindari penundaan. Saat ini, dibutuhkan lebih dari 24 menit untuk berkomunikasi dengan penjelajah seperti Curiosity di Mars; ketepatan waktu yang lebih baik dapat mengurangi kelambatan ini secara dramatis.
“Jika Anda mendapatkan sinkronisasi, itu akan menjadi seperti komunikasi real-time tanpa kehilangan informasi. Anda tidak perlu menunggu untuk melihat apa yang terjadi,” kata Patla.
Perhitungan ini bukan hanya tentang Mars. NIST merilis rencana ketepatan waktu bulan tahun lalu, dan data Mars yang baru dapat meningkatkan sistem tersebut. Pada akhirnya, karya ini merupakan langkah menuju realisasi visi fiksi ilmiah tentang eksplorasi ruang angkasa secara luas. Sifat dasar waktu itu sendiri sedang didefinisikan ulang seiring dengan persiapan kita untuk melakukan ekspansi ke seluruh tata surya.
