Время на Марсе идёт быстрее: Вселенная снова подтвердила, что Эйнштейн знал слишком много

Часы на Марсе идут быстрее земных на 477 микросекунд в сутки — физик Патла

Вопрос времени за пределами Земли постепенно выходит за рамки теоретической физики и становится практической задачей для космической отрасли. Новое исследование показало, что на Марсе ход времени заметно отличается от земного, причём разница значительно больше, чем у Луны. Эти особенности напрямую влияют на будущие пилотируемые миссии и системы связи. Об этом сообщает NIST.

Фото: Designed by Freepik by kjpargeter, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Марс

Почему время во Вселенной не является одинаковым

Представление о времени как об универсальной и неизменной величине было пересмотрено после появления общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Согласно ей, скорость течения времени зависит от гравитации и движения объекта. Чем сильнее притяжение, тем медленнее идут часы, а в условиях слабой гравитации время, наоборот, ускоряется.

Этот эффект фиксируется даже на Земле. Разница между уровнем моря и высокогорными районами составляет доли миллисекунды, но она реальна и измерима. В космосе, где различия в массе и плотности планет куда значительнее, эти отклонения становятся гораздо заметнее и требуют точного учёта.

Марс и Земля: откуда берётся разница во времени

Согласно расчётам учёных, марсианские часы идут быстрее земных примерно на 477 микросекунд за одни сутки. Для сравнения: на Луне этот показатель составляет около 56 микросекунд в день. Такое ускорение связано прежде всего с гравитацией — на Марсе она примерно в пять раз слабее, чем на Земле.

Орбитальная скорость Красной планеты ниже земной, а это, напротив, должно замедлять время. Однако влияние слабого притяжения оказывается более сильным, чем эффект от движения, и в итоге марсианское время опережает земное.

Как учёные рассчитывают марсианское время

Чтобы сравнение было корректным, исследователи выбрали на Марсе условный аналог земного уровня моря — так называемый ареоид. Это поверхность с равным гравитационным потенциалом, относительно которой можно вести расчёты.

Физики Нил Эшби и Биджунат Патла использовали уравнения общей теории относительности, учитывая гравитацию Марса, Земли и Солнца, а также скорость движения планет. Подобные методы уже применяются при работе спутниковых систем навигации, где критически важна точность, обеспечиваемая, в том числе, за счёт сверхточных атомных часов.

Нестабильность марсианского времени и влияние орбиты

Дополнительные сложности создаёт форма орбиты Марса. Она более вытянутая, чем у Земли, из-за чего расстояние до Солнца меняется в течение года. Это приводит к колебаниям гравитационного влияния и, как следствие, к изменению скорости течения времени.

Исследование показало, что суточное опережение марсианских часов может колебаться примерно на 226 микросекунд в течение марсианского года. Также учитывалось влияние Земли и Луны, тогда как спутники Марса — Фобос и Деймос — практически не влияют на расчёты из-за своих малых размеров.

"Колебания и изменения в планетарном танце Земли и Марса стали неожиданностью", — отметил физик Биджунат Патла.

Синодические периоды и накопление ошибок

Учёные также обратили внимание на синодический период Марса — время, за которое планета возвращается в то же положение на небе относительно Земли. Выяснилось, что за несколько таких циклов марсианские часы дополнительно смещаются примерно на 40 микросекунд.

Даже с учётом множества факторов расчёты остаются неточными примерно на 100 наносекунд в сутки. В долгосрочной перспективе это означает необходимость регулярной корректировки марсианских часов — ориентировочно раз в сто дней.

Зачем будущим миссиям собственное марсианское время

По мере развития программ освоения Луны и Марса вопрос синхронизации времени становится всё более актуальным. Проекты вроде программы "Артемида" рассматриваются как подготовительный этап к постоянному присутствию человека за пределами Земли.

Без отдельной системы отсчёта времени координация работы экипажей, автоматических станций и каналов связи будет крайне затруднена. Более того, подобные различия заставляют пересматривать само понятие глобального времени, особенно на фоне обсуждений корректировки планетарного времени и изменений скорости вращения Земли.

Ограничения исследования и дальнейшие шаги

Авторы работы подчёркивают, что в расчётах не учитывались некоторые факторы, включая прецессию орбит планет и особенности распределения массы внутри Земли и Марса. Эти параметры могут дополнительно влиять на точность и усложнять создание универсальной модели времени.

Тем не менее исследование уже сейчас закладывает основу для будущих проверок фундаментальных законов физики и помогает подготовиться к реальным инженерным задачам межпланетных миссий.

Земля, Луна и Марс

Если сопоставить данные по разным телам Солнечной системы, становится очевидно, что универсального времени не существует. На Земле действует привычный стандарт, на Луне время идёт немного быстрее, а Марс демонстрирует заметное ускорение с дополнительными колебаниями. Каждая планета требует собственного подхода к синхронизации.

Плюсы и минусы введения марсианских часов

Создание отдельной системы времени для Марса имеет очевидные преимущества. Она упростит навигацию, связь и автономную работу миссий, снизив зависимость от земных стандартов. Однако это потребует сложных расчётов и регулярных корректировок из-за нестабильности орбитальных параметров.

Таким образом, марсианское время становится не просто научным курьёзом, а важным фактором, который придётся учитывать при планировании будущего человечества за пределами Земли.