Most már tudjuk, hány óra van a Marson?

Ahhoz, hogy az emberiség hosszú távra megalapozza a Marson való jelenlétét, a tudósoknak tudnia kell, hány óra van a Marson? A Föld atomórákból, GPS műholdakból és nagy sebességű telekommunikációs hálózatokból álló bonyolult időmérőrendszerének köszönhetően pontosan tudjuk, hogy hány óra van. Einsteintől azonban tudjuk, hogy az órák nem ugyanúgy járnak az egész univerzumban. Az órák kissé gyorsabban, vagy lassabban járnak a környezetükben lévő gravitáció erősségétől függően, ezért nehéz szinkronizálni az itteni, földi óráinkat a Naprendszer óráihoz. Mivel a NASA tervez Marsot felfedező küldetéseket, a marsi idő ismerete segíteni fog szinkronizálni a navigációt és a kommunikációt az egész Naprendszerben.

A National Institute of Standards and Technology (NIST) fizikusai kiszámolták hány óra van pontosan a Marson. Átlagosan, a Marson naponta 477 mikromásodperccel (egy másodperc milliomod része) gyorsabban jár az óra, mint a Földön. A Mars szomszédos égitestjeitől való excentrikus pályája és gravitációja azonban a marsi év során körülbelül naponta 226 mikromásodperccel növeli, vagy csökkenti ezt a mennyiséget. A The Astronomical Journal tudományos magazinban publikált felfedezés 2024 dolgozatot használ fel, melyekben az NIST fizikusai kidolgoztak egy tervet a Holdon való pontos időméréshez. A marsi órák járásának ismerete egy lépcsőfokot jelent a jövőbeni űrmisszókhoz. Mivel a NASA tervez Marsot felfedező missziókat, a marsi idő ismerete segíteni fog szinkronizálni a navigációt és a kommunikációt az egész Naprendszerben - írja az origo.hu.

Marsi időzóna

A Marson a napok és az évek hosszabbak, mint a Földön. Egy marsi nap, vagyis az az idő, amely alatt teljesen megfordul a tengelye körül a bolygó 40 perccel hosszabb, mint a Földön, és 687 nap alatt kerüli meg teljesen a Napot, míg a Föld ezt 365 nap alatt teszi meg. A tudósoknak azonban tudniuk kellett azt, hogy a Marson az egyes másodpercek mennyire gyorsan, vagy lassan telnek a Földhöz képest. Ha a Mars felszínén landolnánk és lenne nálunk egy atomóra, az ugyanúgy járna, mint a Földön. De ha összehasonlítanánk egy Földön lévő órával, nem volnánk szinkronban egymással. Meghatározni azt, hogy a marsi idő mennyire tér el a földi időtől, majdnem olyan, mintha időzónák eltérését számolnánk ki. Sokkal bonyolultabb volt, mint amire a fizikusok számítottak.

Einstein relativitáselmélete szerint a gravitáció erőssége hatással van az idő múlására. Ahol a gravitáció erősebb, ott az óra lassabban jár, ahol a gravitáció gyengébb, ott gyorsabban. Egy bolygó pályájának sebessége is lassítja, vagy gyorsítja az óra járását. A fizikusok kiválasztottak egy viszonyítási pontként működő pontot a Mars felszínén, ami olyasmi, mint a Földön a tengerszint az Egyenlítőnél.

A Mars missziók során több év alatt összegyűjtött adatoknak köszönhetően a fizikusok ki tudták számolni mekkora a Mars felszínén a gravitáció: ötször gyengébb, mint a Föld gravitációja. De nem csak a Mars gravitációját kellett belevenniük. A Naprendszernek vannak más masszív égitestjei, amik vonzzák egymást. Naprendszerünkben lévő tömegnek egyedül a Nap több, mint 99%-át teszi ki. Naprendszerünkben a Mars pozíciója - a Naptól, a szomszédaitól, mint például a Föld, Hold, Jupiter és Szatrunusz, való távolsága – miatt a Marsot excentrikusabb, elnyújtott pályán kering.

A Föld és a Hold pályája viszonylag állandó; a Holdon az idő egyenletesen, 56 mikromásodperccel gyorsabban halad, mint a Földön. A Marson azonban nem ez a helyzet. Naptól való távolsága és excentrikus pályája növeli az időben lévő eltéréseket. A háromtest-probléma rendkívül komplikált és a fizikusoknak most négy testtel kell megbirkózniuk: Nap, Föld, Hold és Mars. Miután a fizikusok figyelembe vették ezeket a hatásokat: a Mars felszíni gravitációja, a Mars excentrikus pályája, a Nap, a Föld és a Hold Marsra gyakorolt hatása, megkapták a kérdésükre a választ.

Lehet, hogy a 477 milliomod másodperc nem hangzik soknak, ez körülbelül egy szempillantás egyezred része, azonban kulcsfontosságú a kis időbeli eltéréseket figyelembe venni ahhoz, hogy kommunikációs hálózatokat hozzanak létre. Például az 5G hálózatoknak pontossága egytized mikromásodpercen belül kell legyen. A Föld és a Mars közötti kommunikáció jelenleg 4-24 percet (van, hogy többet) késlekedik.

Kapcsolódó hírek:

• Megvan a módszer, így szabadulhatunk meg a mikroműanyagoktól

• Riasztó hírek érkeztek: veszélyben vannak az újszülöttek

• Elvileg 24 évünk van még felébredni, de valójában néhány év alatt eldől a sorsunk

• Megvan a rák gyenge pontja, így ölhető meg a daganat

• Egy egyszerű szokás segíthet abban, hogy legyőzzük a stresszt

Ez majdnem olyan, mint a távirat előtti kommunikáció volt: Az emberek elvitték a kézzel írott leveleket egy hajóra, ami átszelte az óceánt, aztán hetekig, hónapokig vártak egy másik hajóra, hogy meghozza a választ.

A bolygók közötti időmérés megállapítása kikövezi az utat a hatalmas távolságok közötti szinkronizált hálózatok létrehozása felé. Ha megvan a szinkronizáció, az majdnem olyan, mint egy információveszteség nélküli valós idejű kommunikáció. Nem kell arra várni, hogy meglássuk mi történik. Azok a hálózatok távol vannak a valóságtól; és a hosszú távú emberi és robotikus Mars-missziók is. Ezen problémák tanulmányozása segít a tudósoknak felkészülni minden változóra, amivel találkozni fognak. Ahogyan a globális navigációs rendszerek, mint például a GPS, ezek a rendszerek is a pontos óráktól fognak függeni, és az órákra gyakorolt hatásokat elemezni lehet Einstein általános relativitáselméletének segítségével. Tudományos értéke is van ennek az ismeretnek. Annak ismerete, hogyan járnak az órák a távoli bolygókon, Einstein speciális és általános relativitáselméletére épülő új információ.