دو فیزیکدان مؤسسه NIST آمریکا در تحقیقی جدید به این نتیجه رسیدهاند که ساعتها روی سیاره مریخ، در مقایسه با ساعتهای زمینی، روزانه بهطور متوسط ۴۷۷ میکروثانیه سریعتر حرکت میکنند. این پدیده بر پایه نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین توضیح داده میشود؛ نظریهای که طبق آن، زمان تحت تأثیر جرم و شدت میدان گرانشی قرار دارد.
بر اساس مفهوم «اتساع گرانشی زمان»، هرچه میدان گرانشی قویتر باشد، زمان کندتر میگذرد. از آنجا که جرم مریخ تقریباً یکدهم جرم زمین است، گرانش سطحی آن نیز ضعیفتر بوده و همین موضوع باعث میشود زمان روی مریخ سریعتر جریان داشته باشد.
این تحقیق توسط نیل اشبی و بیجوناث پاتلا انجام شده و ادامه مطالعاتی است که پیشتر برای ماه صورت گرفته بود؛ مطالعاتی که نشان میداد زمان روی ماه روزانه حدود ۵۶ میکروثانیه سریعتر از زمین میگذرد.
محاسبهای پیچیدهتر از ماه
به گفته پژوهشگران، اندازهگیری دقیق زمان در مریخ بهمراتب پیچیدهتر از ماه است. در حالی که در محاسبات ماه، تعامل گرانشی میان زمین، ماه و خورشید در نظر گرفته میشد، در مورد مریخ یک معادله گرانشی چهارگانه شامل زمین، مریخ و خورشید باید محاسبه شود.
از دیگر عواملی که این محاسبه را دشوارتر میکند میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- فاصله بیشتر مریخ از خورشید که باعث کاهش تأثیر گرانشی خورشید میشود
- بیضوی بودن مدار مریخ که نوسانهای قابل توجهی در پتانسیل گرانشی طی سال مریخی ایجاد میکند
- تغییرپذیری اختلاف زمانی؛ بهطوری که این اختلاف میتواند در طول سال مریخی تا حدود ۲۶۶ میکروثانیه در روز افزایش یا کاهش یابد
گامی حیاتی برای ناوبری فضایی
این محاسبات دقیق زمانی، برای مأموریتهای سرنشیندار به مریخ و ارتباطات بینسیارهای اهمیت حیاتی دارد. همانطور که در زمین نیز ساعتهای ماهوارههای GPS به دلیل اختلاف گرانشی روزانه حدود ۳۸ میکروثانیه سریعتر حرکت میکنند و دائماً اصلاح میشوند، در مأموریتهای مریخی نیز اختلافهای در حد میلیونیم ثانیه میتواند به خطاهای جدی در موقعیتیابی منجر شود.
پژوهشگران تأکید کردهاند که این مطالعه، یکی از پایههای اصلی ایجاد سامانه زمانبندی مستقل بینسیارهای بهشمار میرود و بشر را یک گام دیگر به تحقق مأموریتهای پیچیده فضایی نزدیکتر میکند.
پیوستن به گفتگو