Einstein to předpověděl, nyní to potvrdil Mars: čas na Červené planetě se neplyne stejně jako na Zemi. Tato objevná skutečnost mění perspektivu budoucího zkoumání Marsu.
Pro správné synchronizace komunikací během nadcházejících misí na Marsu bylo nezbytné pochopit, jakým způsobem tam čas skutečně plyne. Vědci konečně položili základy spolehlivého měřicího systému, který je přizpůsoben specifickému gravitačnímu prostředí Marsu.
Jak se čas mění mimo Zemi
To, co nazýváme sekundou, není univerzální. Daleko od naší planety se tato známá jednotka deformuje vlivem gravitace a pohybu. Dosud nikomu se nepodařilo s jistotou určit, jak se čas na Marsu liší. Tým fyziků právě překonal tuto překážku a odhalil minimální, ale zásadní rozdíl.
Proč nemůže být tok času stejný na dvou planetách
Na Zemi žijeme v gravitačním poli, které jsme schopni měřit pomocí extrémně přesných hodin. Tyto přístroje, založené na principech kvantové mechaniky, tikají stabilním, avšak lokálním tempem. Jakmile se však vzdálíme od Země, toto tempo se mění. Jak predikoval Einstein, gravitace zpomaluje čas. V oblastech s menší gravitační silou se hodiny jemně urychlují. To platí také pro objekty, které se pohybují rychle, jako je planeta na své dráze. Dvě celestická tělesa s různými charakteristikami tedy nemohou sdílet přesně stejnou sekundu.
Návaznost na výzkum NISTu
To byl koncept, který chtěli fyzici z Národního institutu standardů a technologie (NIST) potvrdit pro planetu Mars. Kombinováním teorie obecné relativity a dat o planetárních orbitách dokázali, že čas na Marsu není jen mírně odlišný, ale že se také nepravidelně mění. Na rozdíl od Měsíce, který obíhá Zemi téměř po kruhové dráze, Mars se pohybuje po mnohem eličtější trajektorii. To má za následek neustálou změnu sluneční gravitace, jež ovlivňuje časový rytmus každým dnem.
Přesnost nového měření
Poprvé byli výzkumníci schopni přesně kvantifikovat tento časový rozdíl. Průměrně hodiny na povrchu Marsu tikají o 477 mikrosekund rychleji za den ve srovnání s identickými hodinami na Zemi. A to je pouze průměr. Studie publikovaná v The Astronomical Journal autory Neil Ashby a Bijunath Patla odhaluje, že tento rozdíl může kolísat až o 226 mikrosekund v závislosti na poloze Marsu na své dráze. Tyto údaje byly získány pomocí relativistického modelu, který zahrnoval vliv nejen Slunce, ale také Země, Měsíce a samotné trajektorie Marsu.
Důsledky rozdílů v měření času
Tyto úpravy nejsou čistě akademické. Za dlouhé časové úseky se kumulují. Podle teorie by člověk strávený padesáti lety na Marsu zestárl o devět sekund více než kdyby zůstal na Zemi, a to jen kvůli urychlení času. Tento posun se tak stává velmi konkrétní vědeckou výzvou. Jak zdůrazňuje NIST ve svém oficiálním prohlášení, je nezbytné vzít v úvahu tento faktor při zajištění spolehlivých navigačních a komunikačních systémů mezi oběma planetami.
Redefinice navigace a komunikace mezi planetami
Tento drobný rozdíl, přitom v rozsahu pouhého mrknutí, by mohl zcela dezynchronizovat celý systém. Například pozemní GPS systémy vyžadují přesnost na úrovni desetin mikrosekundy. Aplikováno na meziplanetární úroveň se tato požadovaná úroveň stává ohromující. Pro vědce z NIST tento pokrok otevírá cestu k vytvoření planetárního synchronizačního systému, který by udržoval časovou koherenci mezi světy, které jsou vystaveny různým gravitačním rytmům.
„Nyní je čas pro Měsíc a Mars,“ tvrdí Bijunath Patla, přičemž poukazuje na kontext, ve kterém se splňují ambice v oblasti vesmírného výzkumu. IFLScience, která shrnuje hlavní body této studie, upozorňuje, že časová přesnost bude stejně klíčová jako energie nebo pohon v budoucích misích na Mars.
Klíčový prvek pro budoucí mise
Čas na Marsu se tedy stává klíčovým faktorem nejen pro základní vědu, ale také pro praktické aplikace. Autonomní roverové, komunikační relé a inteligentní obytné jednotky: všechny se musí synchronizovat s novým časovým referenčním rámcem. A pokud bude jednou nutné zvolit referenční martinský čas, bude třeba rozhodnout o místě na planetě, kde bude tento nový univerzální časový standard stanoven.
