Studija NIST-ovih fizičara Neila Ashbyja i Bijunatha Patle pokazuje da satovi na Marsu, iz perspektive Zemlje, u proseku idu 0,477 milisekundi (477 µs) brže po zemaljskom danu zbog slabije marsovske gravitacije i orbitalnih efekata. Razlika varira do oko 226 µs dnevno tokom marsovske godine, a dodatnih ~40 µs primećeno je tokom sedam sinodičkih perioda. Rad (objavljen 1. decembra u The Astronomical Journal) daje osnovu za sinhronizaciju međupalnetarnog vremena, ali velike fluktuacije i neobuhvaćeni orbitalni efekti komplikuju preciznost.
Ajnštajn Je Bio U Pravu — Na Marsu Vreme Teče Brže: Šta To Znači Za Buduće Misije
Time moves slightly differently on Earth and Mars due to the two planets' differing gravitational pulls. A new study confirms this prediction of Einstein's relativity. | Credit: NASA/JPL
Naučno istraživanje NIST-a otkriva da satovi postavljeni na Marsu, mereno iz perspektive Zemlje, prosečno idu brže za 0,477 milisekundi (477 mikrosekundi) po zemaljskom danu. Otkriće ima praktične posledice za planiranje međupalnetarnih komunikacija i sinhronizaciju vremena u budućim misijama i potencijalnim naseljima.
Šta su otkrili naučnici?
Fizičari Neil Ashby i Bijunath Patla iz National Institute of Standards and Technology (NIST) u Boulderu izračunali su kako gravitacioni potencijal i orbitalne brzine utiču na protok vremena na Marsu u odnosu na Zemlju. Koristeći referentni nivo marsovske površine — areoid (marski ekvivalent morskog nivoa, često nazivan i mareoid) — utvrdili su da slabija površinska gravitacija na Marsu ima jači efekat ubrzanja vremena nego što usporava Marteovu sporija orbitalna brzina.
Zašto vreme teče brže na Marsu?
Prema opštoj teoriji relativnosti, satovi u slabijem gravitacionom polju „kucaju“ brže. Marsova površinska gravitacija na areoidu je otprilike pet puta manja od Zemljine na nivou mora, pa zato satovi na Marsu, sve ostalo jednako, idu brže. Dodatno, eliptičnost Marsove orbite utiče na varijacije u brzini i gravitacionim uticajima od Sunca i okolnih tela.
A gravity map of Mars taken by NASA's Mars Global Surveyor (MGS). For the new study, researchers had to find a region of Mars akin to Earth's sea level, then compare the gravity and velocity of the region with Earth. | Credit: NASA/JPL
Varijacije i neočekivani efekti
Analiza pokazuje da prosečna razlika od 477 µs varira tokom marsovske godine za oko 226 µs dnevno zbog eliptične ("jajaste") orbite Marsa i promena gravitacionih uticaja. Takođe postoji dodatna promena od otprilike 40 µs tokom sedam sinodičkih perioda (vremena potrebnog da Mars ponovo bude na istom položaju na nebu), što je bio iznenađujući nalaz za autore.
„Fluktuacija i varijacija usled zemaljsko-marsovskog plesanja (sinodički period) bila je iznenađenje“, rekao je Patla.
Ograničenja i praktične posledice
Autori napominju da njihov model i dalje ima grešku od oko 100 nanosekundi (0,1 µs) po danu
Zašto je ovo važno?
Rad objavljen 1. decembra u časopisu The Astronomical Journal pruža osnovu za sinhronizaciju vremena u Sunčevom sistemu — ključnu komponentu za pouzdanu međupalnetarnu komunikaciju i navigaciju. Međutim, relativno velike dnevne fluktuacije znače da će uspostavljanje stabilnih standarda vremena između Zemlje i Marsa zahtevati dodatne prilagođavanja i složenije modele.
Zaključak: Rezultat potvrđuje očekivanja iz opšte relativnosti i naglašava praktčnu potrebu za preciznim modelima vremena pri planiranju budućih misija i infrastrukture u svemiru.
Pomozite nam da budemo bolji.
