Физики точно определили разницу в течении времени между Землей и Марсом, выяснив, что на Красной планете время течет примерно на 477 микросекунд быстрее в день, чем на нашей. Эти результаты, опубликованные в журнале The Astronomical Journal, важны не только для академических исследований, но и критически важны для будущих космических путешествий, связи и более глубокого понимания Вселенной.
Релятивизм в Действии
Теория относительности Эйнштейна предсказывает, что время не абсолютно, а зависит от гравитации и скорости. На Земле этот эффект едва заметен, но измерим: часы на большей высоте (например, на вершине Эвереста) тикают чуть быстрее, чем на уровне моря. Это связано с тем, что более слабая гравитация позволяет времени течь свободнее.
Эффект еще более выражен в космосе. Спутники GPS, вращающиеся на высоте более 20 000 километров над Землей, должны учитывать замедление времени на 45,7 микросекунды для точной работы. В противном случае современные телекоммуникации будут парализованы.
Четырехтельная Задача на Марсе
Расчет времени на Марсе сложнее, чем просто учет более слабой гравитации. 687-дневная орбита планеты вокруг Солнца, а также гравитационное влияние Земли, Луны и самого Солнца, создают то, что физики называют «четырехтельной задачей». Это гораздо сложнее, чем трехтельная задача (Земля, Луна, Солнце), которая сама по себе трудно поддается моделированию.
По словам физика NIST Биджуната Патлы, «тяжелая работа оказалась сложнее, чем я думал изначально». Патла и его коллега, Нил Эшби, использовали точные вычисления, учитывающие условия на поверхности Марса (аналогичные уровню моря на Земле) и космические влияния, чтобы прийти к разнице в 477 микросекунд.
Почему Это Важно, Помимо Космических Путешествий
Хотя разница и мала — меньше, чем моргнуть глазом — кумулятивный эффект значителен. Например, сетям 5G требуется точность синхронизации до одной десятой микросекунды. Будущая глубококосмическая связь будет полагаться на точную синхронизацию времени, чтобы избежать задержек. В настоящее время на связь с марсоходами, такими как Curiosity, уходит более 24 минут; более точное время может значительно сократить эту задержку.
«Если добиться синхронизации, это будет почти как связь в реальном времени без потери информации. Вам не придется ждать, чтобы увидеть, что происходит», — заявил Патла.
Эти расчеты касаются не только Марса. В прошлом году NIST представила план для лунного времени, и новые данные о Марсе могут улучшить эту систему. В конечном итоге эта работа — шаг к реализации научно-фантастического видения широкого космического освоения. Фундаментальная природа самого времени пересматривается по мере того, как мы готовимся к расширению по всей Солнечной системе.
