NIST-ovi fizičari izračunali su da vreme na Marsu protiče 477 mikrosekundi brže nego na Zemlji, koristeći referencu sličnu nivou mora na ekvatoru. U proračune su uključeni gravitacija, orbitalne brzine i uticaji okolnih masa, kao i martovski sol i ekscentrična 687-dnevna orbita. Iako mala, ova razlika ima praktične implikacije za sinhronizaciju mreža, navigaciju i komunikaciju sa budućim misijama.
Vreme na Marsu protiče brže za 477 mikrosekundi — šta to znači za buduće misije
Praćenje prvih ljudskih poseta Marsu neće biti jednostavno kao gledanje sata ili precrtavanje dana na kalendaru. Zbog efekata teorije opšte relativnosti, vreme na Crvenoj planeti protiče nešto brže nego na Zemlji — po izračunavanju fizičara iz NIST-a, razlika iznosi 477 mikrosekundi.
Na Zemlji nam se vreme čini jedinstvenim: sat u Omahi pokazuje isto vreme kao sat u Šangaju. Ali, kako je pokazao Ajnštajn, protok vremena zavisi od gravitacione potencijalne energije i brzine — jača gravitacija usporava sat. Zato bi, u ekstremnim primerima, putnik koji obiđe crnu rupu mogao da se vrati mlađi od rođene dece.
Iako je Zemljina gravitacija daleko slabija od one kod crne rupe, savremeni satovi i merni instrumenti toliko su precizni da mogu registrovati i mikroskopske razlike u protoku vremena. Na primer, satovi na visokim stanicama poput vrha Everesta rade neznatno brže nego satovi na nivou mora. Takođe, sateliti koji kruže daleko iznad površine pokazuju razlike reda desetina mikrosekundi u odnosu na zemaljske satove — što mora biti uzeto u obzir pri održavanju telekomunikacionih i navigacionih sistema.
Na Marsu gravitacija iznosi otprilike petinu zemljine, ali to nije jedini faktor. U proračune treba uračunati i brzinu Marsa u njegovoj orbiti, mase susednih nebeskih tela i specifičnosti martovske rotacije i putanje. Jedan martovski dan, tzv. sol, traje oko 24 sata i 39 minuta — dakle ~40 minuta duže nego zemaljski dan — a planeta se kreće po ekscentričnoj orbiti od približno 687 zemaljskih dana, što dodatno komplikuje proračune.
„Problem sa tri tela je izuzetno složen. Sada radimo sa četiri: Sunce, Zemlja, Mesec i Mars. Glavni posao je bio teži nego što sam očekivao“,
izjavio je Bijunath Patla, fizičar iz NIST-a i koautor studije.
Patla i njegov kolega Neil Ashby započeli su rad izborom referentne tačke na martovskoj površini koja je analogna nivou mora na Zemljinom ekvatoru. Uključili su sve relevantne kosmičke uticaje — gravitacione potencijale, relativističke efekte povezane sa brzinama i uticaje okolnih masa — i dobili konačan rezultat: vreme na Marsu protiče 477 mikrosekundi brže nego na Zemlji (za izabranu referencu).
Iako je to izuzetno mala razlika, u praksi može biti važna. Moderni komunikacioni i mrežni sistemi traže sinhronizaciju na nivou desetina ili stotina nanosekundi; na primer, određeni standardi zahtevaju tačnost reda jedne desetine mikrosekunde. Komunikacija sa roverima i svemirskim sondama trenutno podrazumeva velike vremenske zaostatke: jednosmerna veza između Zemlje i Marsa često traje više minuta, a dvosmerna razmena može iznositi i preko 24 minuta zbog ograničenja brzine svetlosti. Precizno vreme i dobra sinhronizacija bi u budućnosti, uz mrežne releje oko planeta, mogle značajno poboljšati kontrolu i komunikaciju sa ljudskim posadama.
„Ako postignete sinhronizaciju, komunikacija će biti skoro u realnom vremenu bez gubitka informacija. Nećete morati da čekate da vidite šta se dogodilo“, dodao je Patla.
Autori napominju da će proći decenije pre nego što ljudi redovno posećuju Mars, ali rezultati već doprinose razvoju standarda za računanje vremena na drugim nebeskim telima. NIST je nedavno predstavio i plan za lunarno računanje vremena, a metode razvijene za Mars mogu se primeniti i na Mesec i na druge planete i njihove mesece.
Razumevanje kako i zašto vreme protiče različito na različitim mestima nije samo tehničko pitanje — to je i temelj za pouzdanu navigaciju, komunikaciju i bezbednost budućih misija izvan Zemlje.
Pomozite nam da budemo bolji.
