Einstein elmélete a gyakorlatban
Az idő múlásának sebessége bolygónként változik, amiben a gravitációs erősség a meghatározó: ahol nagyobb a gravitáció, ott lassabban telik az idő, ahol kisebb, ott gyorsabban. Ezért például egy magas hegycsúcson picit gyorsabban folyik az idő, mint tengerszinten. Továbbá egy bolygó Nap körüli keringési sebessége is befolyásolja a saját idejének múlását; minél gyorsabban kering, annál gyorsabban telik ott az idő.
Föld, Hold és Mars összevetése
A kutatók először összevetették a Föld, a Hold és a Mars időmérését. Megállapították, hogy a Holdon az órák naponta 58,7 mikroszekundummal előzik meg a földieket, a Marson pedig 477 mikroszekundummal. Ehhez egy bonyolult számítás kellett, amelyben a Mars „tengerszintjét” (az areoidot) használták kiindulási pontként.
A Mars keringési sebessége kisebb a Földénél, ami önmagában lassítaná az ottani órákat, de a bolygó gyengébb gravitációs tere ezt messze ellensúlyozza, így ott összességében gyorsabban járnak az órák. Összehasonlításképpen: a Mars gravitációja az areoidon körülbelül a Föld tengerszinti értékének egyötöde.
Az időeltérés változása és a kihívások
A helyzetet tovább bonyolítja, hogy a Mars pályája oválisabb, mint a Földé, ezért egy marsi év során az ottani órák eltérése naponta akár 226 mikroszekundummal is nőhet vagy csökkenhet. Ráadásul a szomszédos bolygók és a Nap gravitációs hatásai is folyamatosan változtatják ezt az értéket, így az eltérés sosem stabil.
Továbbá a kutatók azt is kimutatták, hogy a marsi órák további 40 mikroszekundummal térnek el hét úgynevezett szinodikus periódus alatt, vagyis amikor a Mars újra ugyanabban az égi pozícióban látszik.
Mit jelent mindez a gyakorlatban?
A Föld, a Hold és a Mars közötti időbeli eltérések megértése létfontosságú lesz, amikor az űrutazók később tartósan letelepednek majd más égitesteken. Az űrbéli kommunikációs rendszerek, egy leendő, bolygóközi internet szinkronizálása csak fokozódó kihívásokat tartogat. A mostani számítások alapján a marsi órákat néhány havonta újra kellene állítani – noha a legmodernebb mérési módszerekkel is napi 0,1 mikroszekundumos pontatlanság marad.
Az eredmények segítenek a jövőbeli relativitáselméleti vizsgálatokban és a téridő természetének jobb megértésében. Ugyanakkor a pályák apró „billegéseit”, a bolygók belső tömegeloszlásának hatását és más finom tényezőket egyelőre nem tudják teljesen pontosan modellezni, így az igazán precíz időmeghatározás még várat magára.
