Η τεχνολογία ρολογιών έχει εξελιχθεί εκπληκτικά, και σήμερα, χάρη σε ένα παγκόσμιο δίκτυο συγχρονισμένων ατομικών ρολογιών, η ώρα στη Γη μπορεί να καταγράφεται με ακρίβεια νανοδευτερολέπτου. Παρόλα αυτά, στον Άρη, η κατάσταση είναι πιο πολύπλοκη και απαιτεί εκτενείς υπολογισμούς.
Σύμφωνα με μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο The Astrophysical Journal, τα ρολόγια στον Άρη παρουσιάζουν μέση ταχύτητα 477 εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου πιο γρήγορα από τα ρολόγια στη Γη κάθε μέρα. Αυτή η ανακάλυψη αποτελεί το πρώτο βήμα για τη δημιουργία ενός συστήματος χρονικής αναφοράς στον Κόκκινο Πλανήτη, το οποίο θα είναι κρίσιμο για τις μελλοντικές αποστολές στον Άρη.
Η Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Άινστάιν μας διδάσκει ότι ο χρόνος είναι σχετικός και δεν ρέει με τον ίδιο τρόπο παντού. Διαφορετικά βαρυτικά πεδία επηρεάζουν την ροή του χρόνου, και στην περίπτωση του Άρη, η χαμηλότερη βαρύτητα του πλανήτη, πέντε φορές ασθενέστερη από εκείνη της Γης, οδηγεί σε ταχύτερη ροή του χρόνου.
Η Σχέση Χρόνου και Βαρύτητας
Ένας από τους βασικούς παράγοντες που επιβραδύνουν την πάροδο του χρόνου είναι η βαρύτητα. Καθώς η βαρυτική έλξη του Άρη είναι λιγότερη, ο χρόνος κυλά πιο γρήγορα σε σχέση με τη Γη. Ωστόσο, αυτό δεν είναι άμεσα αντιληπτό από έναν παρατηρητή στην επιφάνεια του Άρη. Αυτός θα βιώνει τον χρόνο ως φυσιολογικό, αλλά αν συγκρίνει το ρολόι του με ένα γήινο ρολόι, θα παρατηρήσει ότι το γήινο ρολόι “καθυστερεί”.
Ανάλογα φαινόμενα παρατηρούνται και στη Σελήνη, όπου επιδιώκεται να καθοριστεί μια ειδική ζώνη ώρας στο μέλλον.
Η γενική σχετικότητα προβλέπει ότι η βαρύτητα και η ταχύτητα διαστέλλουν τον χρόνο (EPA)
Ο Παράγοντας Ταχύτητας
Ένας δεύτερος παράγοντας που επηρεάζει την ροή του χρόνου είναι η ταχύτητα με την οποία ο Άρης περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο. Δεδομένου ότι η απόσταση του Άρη από τον Ήλιο είναι μεγαλύτερη από αυτή της Γης, η ταχύτητα περιφοράς του είναι μικρότερη, γεγονός που οδηγεί σε επιπλέον διαστολή του χρόνου. Αυτή η κατάσταση γίνεται ακόμη πιο περίπλοκη, καθώς η τροχιά του Άρη είναι ελλειπτική, πράγμα που σημαίνει ότι η ταχύτητα του μεταβάλλεται καθώς πλησιάζει ή απομακρύνεται από τον Ήλιο.
Ως αποτέλεσμα, ο ρυθμός του χρόνου υποβάλλεται σε αυξομειώσεις ανάλογα με την ακριβή θέση του Άρη στην τροχιά του. Επιπλέον, η βαρυτική επίδραση της Γης και της Σελήνης επηρεάζει την χρονική μέτρηση καθώς οι αποστάσεις αλλάζουν.
Προσδιορίζοντας όλους αυτούς τους παράγοντες, η μελέτη εκτιμά τη μέση απόκλιση των 477 μικροδευτερόλεπτων, η οποία, αν και φαίνεται μικρή, είναι καθοριστική για την ανάπτυξη διαπλανητικών συστημάτων πλοήγησης και επικοινωνίας. Για παράδειγμα, τα δίκτυα 5G απαιτούν ακριβή χρονικά δεδομένα με περιθώριο 100 νανοδευτερόλεπτα.
«Η ανάπτυξη αυτών των συστημάτων είναι κρίσιμη, καθώς μπορεί να χρειαστούν δεκαετίες για να επανδρωθεί ο Άρης με αυτόνομα ρομποτικά συστήματα. Εξετάζοντας τα ζητήματα που σχετίζονται με τη χρονική αναφορά, προετοιμάζουμε το έδαφος για την υποστήριξη μελλοντικών αποστολών», δήλωσε σε δελτίο Τύπου ο Νιλ Άσμπι, φυσικός στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) των ΗΠΑ, και πρώτος συγγραφέας της μελέτης.
«Όπως συμβαίνει με τα παγκόσμια συστήματα πλοήγησης, όπως το GPS, και οι αποστολές στον Άρη θα εξαρτώνται από ακριβή ρολόγια. Η αστάθεια στον ρυθμό λειτουργίας τους μπορεί να υπολογιστεί μέσω της γενικής θεωρίας της σχετικότητας», πρόσθεσε.
Αξιοσημείωτο είναι ότι, πέρα από τα σχετικιστικά φαινόμενα, οι διαφορές στη διάρκεια ημέρας μεταξύ Γης και Άρη καθιστούν τη διαδικασία συγχρονισμού ακόμη πιο περίπλοκη, καθώς μια ημέρα στον Άρη διαρκεί 40 λεπτά περισσότερο από μια γήινη ημέρα.
