Istraživanje koje su sprovela dva fizičara Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju (NIST) u SAD otkriva da satovi na Marsu otkucavaju 477 milionitih dijelova sekunde, ili 477 mikrosekundi, brže dnevno u poređenju sa zemaljskim satovima.
Iako je ta razlika mala, mogla bi biti kritična u situacijama kada vrijeme na Zemlji, Mjesecu i Marsu treba koordinisati sa preciznošću od djelića sekunde.
Ajnštajnova teorija relativiteta pokazuje da na vrijeme utiče masa, što rezultira onim što je poznato kao gravitaciona dilatacija vremena.
Za spoljašnjeg posmatrača, satovi na koje utiče relativno jako gravitaciono polje otkucavaće sporije od sata na njegovom zglobu.
Sekunde i gravitacija
Slično tome, dužina svake sekunde unutar slabijeg gravitacionog polja je kraća od sekundi koje broje posmatrači koji doživljavaju veću gravitaciju.
Na primjer, atomski satovi na GPS satelitima rade brže u poređenju sa satovima na površini Zemlje, jer i najmanja promjena gravitacije u srednjoj Zemljinoj orbiti, u kombinaciji sa uticajem njihovog ubrzanja na dilataciju vremena, stvara neto razliku od 38 mikrosekundi dnevno.
Sada su naučnici NIST-a, Nil Ešbi i Bidžunat Patla, osmislili precizan sistem mjerenja vremena za Mars. Oni su prethodno osmislili standard mjerenja vremena za Mjesec, analogan Koordiniranom univerzalnom vremenu (UTC) na Zemlji, koje je globalni standard mjerenja vremena.
Koristeći ga, astronomi i Mreža dubokog svemira (DSN) postižu tačnost u okviru približno 100 pikosekundi dnevno, pri čemu je pikosekunda jedan trilioniti dio sekunde.
Problem tri rijela
Na površini Mjeseca, vrijeme teče 56 mikrosekundi brže nego na Zemlji, na osnovu glavnih faktora poput sopstvene mase, kao i gravitacione interakcije između Sunca, Zemlje i Mjeseca. Ali, mjerenje vremena za Mars je teže nego za Mjesec, objašnjava Patla:
– Problem tri tijela je izuzetno komplikovan. Sada se bavimo sa četiri: Suncem, Zemljom, Mjesecom i Marsom.
Površinska gravitacija Marsa je mnogo slabija od zemaljske površinske gravitacije zbog toga što Mars ima oko jednu desetinu mase Zemlje.
Koristeći podatke prikupljene misijama na Mars, Ešbi i Patla procjenjuju da je površinska gravitacija Marsa pet puta slabija od Zemljine. Pored toga, Mars se nalazi oko 1,5 astronomskih jedinica (AJ) od Sunca, u poređenju sa 1 AJ za udaljenost Zemlja-Sunce.
Pošto se gravitaciona sila smanjuje sa udaljenošću prema zakonu obrnutih kvadrata, Mars je podložan slabijem gravitacionom potencijalu Sunca. Ovo je dodatno komplikovano činjenicom da Mars ima mnogo ekscentričniju orbitu od Zemljine, što ga primorava da doživi veće fluktuacije gravitacionog potencijala.
Komplikovanije nego na Zemlji
Dakle, dok marsovski satovi rade 477 mikrosekundi brže od zemaljskih u prosjeku, ova razlika se smanjuje ili povećava za 266 mikrosekundi dnevno tokom jedne marsovske godine.
Ta marsovska godina je takođe mnogo duža od zemaljske, jer Marsu treba 687 dana da kruži oko Sunca. Njegov dan je takođe duži, jer crvenoj planeti treba dodatnih 40 minuta da završi punu rotaciju oko svoje ose, u poređenju sa Zemljom.
Postizanje ovih preciznih, skalabilnih vremenskih okvira je imperativ za buduće operacije na Marsu, uključujući sudbonosno i istorijsko ljudsko sletanje.
– Možda će proći decenije prije nego što površina Marsa bude prekrivena tragovima lutajućih rovera, ali je sada korisno proučiti pitanja vezana za uspostavljanje navigacionih sistema na drugim planetama i mjesecima – kaže Ešbi, prenosi Science Alert.
SF vizija
U međuvremenu, mjerenje vremena van Zemlje biće ključno za podršku komunikaciji, pozicioniranju i navigaciji za lunarne misije koje planiraju i komercijalni subjekti i nacionalni svemirski programi. Izgradnja skalabilne infrastrukture za mjerenje vremena izvan okruženja Zemlja-Mjesec i stvaranje okvira za „autonomnu međuplanetarnu sinhronizaciju vremena” je stoga suštinski cilj, tako da ovo istraživanje ostvaruje vitalni korak za istraživanje svemira.
Patla ističe važnost ovih nalaza:
– Vrijeme je baš pravo za Mjesec i Mars. Ovo je najbliže što smo bili ostvarivanju naučnofantastične vizije širenja širom Sunčevog sistema.
Besplatnu Android aplikaciju portala SrpskaCafe preuzmite ovdje.