Čas na Marse beží presne o 477 mikrosekúnd rýchlejšie ako hodiny na Zemi za obdobie jedného dňa.
Na povrchu Mesiaca plynie čas rýchlejšie. Zdroj: iStock/buradaki
Výskum, ktorý vykonali dvaja fyzici z Národného inštitútu pre štandardy a technológie (NIST) v USA, odhalil, že hodiny na Marse tikajú v priemere o 477 milióntin sekundy (alebo 477 mikrosekúnd) rýchlejšie ako hodiny na Zemi.
Hoci je tento rozdiel malý, môže byť kritický v situáciách, keď je potrebné koordinovať čas na Zemi, Mesiaci a Marse s presnosťou na zlomky sekundy.
Einsteinova teória všeobecnej relativity ukazuje, že čas je ovplyvnený hmotnosťou, čo vedie k javu známemu ako gravitačné spomalenie času. Pre vonkajšieho pozorovateľa budú hodiny ovplyvnené relatívne silným gravitačným poľom tikať pomalšie ako hodinky na jeho vlastnom zápästí.
Podobne je dĺžka každej sekundy v slabšom gravitačnom poli kratšia ako sekundy, ktoré merajú pozorovatelia vystavení väčšej gravitácii.
Fyzici už dávnejšie vyvinuli štandard merania času pre Mesiac, analogický s koordinovaným svetovým časom na Zemi, ktorý je globálnym štandardom merania času. Tento čas, ktorý používajú astronómovia, má presnosť približne 100 pikosekúnd za deň, pričom pikosekunda je jedna bilióntina sekundy.
Na povrchu Mesiaca plynie čas o 56 mikrosekúnd rýchlejšie ako na Zemi, čo je dané hlavnými faktormi, napríklad jeho vlastnou hmotnosťou, ako aj gravitačnou interakciou medzi Slnkom, Zemou a Mesiacom.
Päťkrát slabšia gravitácia
Meranie času na Marse je však zložitejšie ako na Mesiaci. „Problém troch telies je mimoriadne komplikovaný. Teraz máme do činenia so štyrmi: so Slnkom, Zemou, s Mesiacom a Marsom,“ vysvetľuje fyzik Bijunath Patla, ktorý bol súčasťou výskumnej skupiny.
Gravitácia na povrchu Marsu je oveľa slabšia ako gravitácia na povrchu Zeme, pretože Mars má približne desatinu hmotnosti Zeme. Na základe údajov získaných z misií na Mars Ashby a Patla odhadujú, že povrchová gravitácia Marsu je päťkrát slabšia ako gravitácia Zeme.
Okrem toho sa Mars nachádza približne 1,5 astronomickej jednotky (AU) od Slnka, zatiaľ čo vzdialenosť Zeme od Slnka je 1 AU. Keďže gravitačná sila klesá so vzdialenosťou podľa zákona inverznej štvorcovej závislosti, Mars je vystavený slabšiemu gravitačnému potenciálu Slnka.
Situáciu ešte komplikuje skutočnosť, že Mars má oveľa excentrickejšiu obežnú dráhu ako Zem, čo spôsobuje väčšie kolísanie gravitačného potenciálu. Hoci sú marťanské hodiny v priemere o 477 mikrosekúnd rýchlejšie ako zemské, tento rozdiel sa počas marťanského roka zmenšuje alebo zväčšuje o 266 mikrosekúnd denne.
Marťanský rok je tiež oveľa dlhší ako pozemský rok, pretože Mars obíde Slnko za 687 dní. Jeho deň je dlhší, pretože červená planéta potrebuje na úplnú rotáciu okolo svojej osi o 40 minút viac ako Zem. Dosiahnutie týchto presných, škálovateľných časových rámcov je nevyhnutné pre budúce operácie na Marse vrátane osudového a historického pristátia človeka.
Pozrite si
„Možno potrvá desaťročia, kým povrch Marsu pokryjú stopy putujúcich roverov, ale už teraz je užitočné študovať otázky súvisiace so zavádzaním navigačných systémov na iných planétach a mesiacoch,“ hovorí Ashby.
V medziobdobí bude meranie času mimo Zeme kľúčové pre podporu komunikácie, polohovania a navigácie pre lunárne misie plánované komerčnými subjektmi aj národnými vesmírnymi programami.
Vybudovanie škálovateľnej infraštruktúry merania času mimo prostredia Zeme a Mesiaca a vytvorenie rámca pre „autonómnu medziplanetárnu synchronizáciu času“ je preto základným cieľom, takže tento výskum predstavuje dôležitý krok pre výskum vesmíru.
Zdroj: Science Alert
(RR)
