Studija NIST-a pokazuje da satovi na Marsu u proseku idu 477 µs brže po danu nego na Zemlji, uz sezonske varijacije do 266 µs/d. Razliku uzrokuju slabija površinska gravitacija Marsa (≈38% Zemljine), veća udaljenost od Sunca i ekscentrična orbita. Istraživači Neil Ashby i Bijunath Patla predlažu vremenski standard za Mars, što je ključno za buduću navigaciju, komunikaciju i ljudske misije.
Vreme Na Marsu Teče Brže: Satovi IdU 477 Mikrosekundi Brže Po Danu
This image shows the globe of Mars set against a dark background. The disc of the planet features yellow, orange, blue and green patches, all with an overall muted grey hue, representing the varying composition of the surface.
Istraživanje dvoje fizičara iz National Institute of Standards and Technology (NIST) u SAD otkriva da satovi na površini Marsa u proseku idu 477 mikrosekundi (µs) brže po danu
Po Ajnshtajnovoj teoriji opšte relativnosti, protok vremena zavisi od gravitacionog potencijala: satovi koji se nalaze u jačem gravitacionom polju otkucavaju sporije u odnosu na satove u slabijem polju. Zato satovi u svemiru (npr. na GPS satelitima) beleže male, ali merljive razlike u brzini protoka vremena.
Time is affected by gravity, and gravity is affected by mass. (J. Wang/NIST)
Primeri iz prakse: atomski satovi na GPS satelitima otkucavaju oko 38 µs brže dnevno nego satovi na površini Zemlje zbog kombinovanog efekta slabije gravitacije i relativističkog uticaja brzine. Na površini Meseca vreme protiče oko 56 µs brže dnevno u odnosu na Zemlju.
Autori studije, Neil Ashby i Bijunath Patla, predložili su precizan standard merenja vremena za Mars, u nastojanju da prošire koncepte slične Coordinated Universal Time (UTC) izvan Zemlje. Prethodno su isti autori radili na vremenskom standardu za Mesec, dokazaći koliko zahtevi za preciznošću mogu biti visoki (UTC može dostići tačnost reda ~100 pikosekundi dnevno).
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Razlozi za razliku na Marsu su kombinovani:
- Mars ima približno jednu desetinu Zemljine mase, a njegova površinska gravitacija iznosi oko 38% Zemljine (tj. Zemlja je oko 2,6× "jača" u smislu površinske gravitacije).
- Mars se nalazi na prosečnoj udaljenosti od oko 1,5 astronomskih jedinica (AU) od Sunca, pa Sunčev gravitacioni potencijal deluje slabije nego na Zemlji.
- Ekscentričnost Marsove orbite je znatno veća nego Zemljina, što dovodi do sezonskih fluktuacija u gravitacionom potencijalu i time u brzini protoka vremena.
Zbog tih faktora, iako je srednja razlika 477 µs/d, Patla i Ashby procenjuju da ta vrednost može varirati do 266 µs po danu tokom martovske godine — što znači da dnevna razlika može da se kreće otprilike između ~211 i ~743 µs/d u zavisnosti od položaja Marsa na njegovoj orbiti.
The orbits of Mars and Earth, with the seasons in red and blue, respectively. (Areong/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0)
Napomene o trajanju vremena na Marsu: Marsova godina traje oko 687 zemaljskih dana, a martovski dan (sol) je duži — približno 24 sata i 40 minuta, tj. oko 40 minuta duži od zemaljskog dana.
"Problem sa tri tela je izuzetno komplikovan. Sada imamo posla sa četiri: Sunce, Zemlja, Mesec i Mars,"
objašnjava Patla, ističući složenost modelovanja tačnih relativističkih efekata u Sunčevom sistemu.
Precizno merenje i formalizacija vremenskih standarda za Mars imaju praktičan smisao: od nezavisne navigacije i sinhronizacije instrumenata na površini, preko koordinacije komunikacija sa Deep Space Network (DSN), do podrške budućim ljudskim misijama. Ashby dodaje:
"Korisno je već sada proučavati probleme vezane za uspostavljanje navigacionih sistema na drugim telima — to je važan korak za buduća istraživanja i misije."
Studija je objavljena u časopisu The Astronomical Journal i predstavlja značajan doprinos izgradnji skalabilne, međplanetarne vremenske infrastrukture i konceptu "autonomne međplanetarne sinhronizacije vremena".
Zaključak: Razlika od stotina mikrosekundi dnevno ne utiče na svakodnevni život na Zemlji, ali u visoko preciznim svemirskim operacijama — kao što su navigacija, sinhronizacija instrumenata ili vođenje misija sa ljudskom posadom — takve razlike su od velike važnosti i moraju biti uzete u obzir prilikom projektovanja sistema za rad izvan Zemljine okoline.
Pomozite nam da budemo bolji.
