Вперше в історії науковці обчислили перебіг часу на Марсі

Фізики з Національного інституту стандартів і технологій США (NIST) вперше обчислили різницю у перебігу часу між Землею та Марсом. За їхніми даними, марсіанські годинники йдуть швидше: вони відстають від земних на 477 мікросекунд (0,000477 секунди) на добу. Водночас через ексцентричну орбіту Марса та вплив гравітації Сонця, Землі, Місяця й Юпітера ця різниця може змінюватися ще на ±226 мікросекунд протягом одного марсіанського року.

Результати опубліковані в журналі The Astro­nom­i­cal Jour­nal і стали продовженням попередньої роботи NIST, присвяченої точному вимірюванню часу на Місяці. Як пояснив фізик Біджунас Патла, ці розрахунки мають критичне значення для майбутніх місій NASA та створення систем навігації й зв’язку між планетами.

Обчислення виявилися складнішими, ніж очікувалося. Згідно із загальною теорією відносності Ейнштейна, час сповільнюється у сильнішому гравітаційному полі й пришвидшується у слабшому. Оскільки гравітація на поверхні Марса у п’ять разів слабша, ніж на Землі, годинники там працюють швидше. Важливу роль відіграє й швидкість орбітального руху: чим вона більша, тим повільніше тече час.

Для розрахунків учені визначили умовну «точку відліку» на поверхні Марса — аналог земного рівня моря — і врахували вплив основних тіл Сонячної системи. Для порівняння, на Місяці час проходить стабільно на 56 мікросекунд швидше за земний через меншу масу та сталу орбіту, тоді як для Марса ситуація значно динамічніша.

Попри невеликі відмінності, вони мають велике практичне значення. Сучасні системи зв’язку, зокрема 5G, потребують точності до десятої частки мікросекунди. Якщо людство планує освоювати Марс, створювати там навігаційні системи чи синхронізовані мережі, розуміння марсіанського часу стане ключовим для роботи майбутнього «міжпланетного інтернету». «Ми наблизилися до того моменту, коли фантастика стає реальністю», — зазначив Патла. Його колега Ніл Ешбі додав, що навіть якщо освоєння Марса ще попереду, ці розрахунки допоможуть закласти основу для міжпланетних систем навігації, подібних до GPS, і перевірити теорію відносності Ейнштейна на практиці.