Čas na Marsu: Nová měření mění budoucnost meziplanetární komunikace
Einstein to předpověděl, Mars právě potvrdil, čas na Rudé planetě neplyne stejným způsobem jako na Zemi. Tato objevná skutečnost může zásadně ovlivnit budoucí průzkum Marsu.
Pro zajištění synchronizace komunikace během budoucích misí na Marsu bylo nezbytné zjistit, jak skutečně Tik-Tak na této planetě. Vědci nyní položili základy spolehlivého měřicího systému, přizpůsobeného velmi specifickému gravitačnímu prostředí Marsu.
Proč čas neplyne stejně na dvou planetách?
Na Zemi žijeme v gravitačním poli, které jsme se naučili měřit s extrémní přesností. Tyto přístroje, založené na principech kvantové mechaniky, tikají stále stejným rytmem… ale pouze lokálně. Jakmile se vzdálíme od Země, tento rytmus se změní. Einstein to předpověděl, když ukázal, že gravitace zpomaluje čas. Na místech, kde je tato síla slabší, hodiny tikají nepatrně rychleji. K tomu dochází také při rychlém pohybu objektu, jako je planeta na své oběžné dráze. Dva nebeské objekty s různými charakteristikami tedy nemohou sdílet jistotu jedné sekundy.
Tuto myšlenku se rozhodla prověřit skupina fyziků z Národního institutu standardů a technologie (NIST) na Marsu. Kombinováním teorie obecné relativity a dat o planetárních oběžných drahách ukázali, že čas na Marsu se nejen liší, ale také kolísá. Na rozdíl od Měsíce, který se pohybuje po téměř kruhové dráze kolem Země, Mars sleduje mnohem eliptickou dráhu. Výsledek je ten, že gravitační vliv Slunce, kterému Mars čelí, se neustále mění, což ovlivňuje jeho časový rytmus denně.
Nové studie NIST a čas na Marsu
Vědci poprvé přesně změřili toto časové odchylky. Průměrně hodiny umístěné na povrchu Marsu tikají o 477 mikrosekund denně rychleji než hodiny zůstavší na Zemi. A to je pouze průměr. Studie, publikovaná v The Astronomical Journal, odhalila, že toto odchylky se mohou měnit o 226 mikrosekund v závislosti na poloze Marsu na oběžné dráze. Tato data byla získána použitím relativistického modelu, který zohledňuje nejen vliv Slunce, ale také vliv Země, Měsíce a samotné dráhy Marsu.
Tato odchylka má značný význam. Během delších období se tyto rozdíly hromadí. V teorii, člověk, který by strávil padesát let na Marsu, by stárnul o devět sekund více, než kdyby zůstal na Zemi, pouze kvůli této zrychlené časové křivce. Tento aspekt se stává velmi konkrétním vědeckým problémem. Jak NIST zdůrazňuje ve svém oficiálním sdělení, je klíčové brát toto v úvahu při vytváření spolehlivých navigačních nebo komunikačních systémů mezi oběma planetami.
Jak měření redefinuje meziplanetární navigaci a komunikaci
Tohle lehké odchylka, na úrovni bliknutí oka, by mohlo dezynchronizovat celý systém. Zdejší GPS systémy například vyžadují přesnost v řádu desetiny mikrosekundy. Když se to aplikuje na meziplanetární měřítko, takové nároky jsou ohromující. Pro badatele z NIST tato pokrok otevírá cestu pro vytvoření planetární synchronizační sítě, která by byla schopná udržet časovou soudržnost mezi světy s různými gravitačními rytmy.
„Přišel čas pro Měsíc a Mars,“ říká Bijunath Patla a zdůrazňuje, jak tato výzkum zapadá do kontextu, kdy se ambice v oblasti vesmíru stávají realitou. Přesnost v měření času se ukazuje jako zásadní stejně jako energie nebo pohon při budoucích expedicích na Mars.
Čas na Marsu se tedy stává klíčovým prvkem nejen pro základní vědu, ale i pro praktické aplikace. Autonomní rovery, komunikační relé a inteligentní obytné moduly – všechny musí být sladěny na nový časový standard. A pokud bude někdy zapotřebí zvolit referenční marsovský čas, bude nutné rozhodnout, kde na planetě tento bod ukotvit a na jakém základě vytvořit tuto novou univerzální hodinu.
