Почему время на Марсе идет не так, как на Земле?
Течение времени на Земле и других планетах различается, и это не придумка из области научной фантастики. Портал space.com рассказал, как ученые рассчитали разницу во времени между Землей и Марсом, и как это поможет будущим космическим колонистам.
Национальный институт стандартов и технологий США рассчитал разницу во времени между Марсом и Землей с учетом гравитации первого (она в пять раз слабее, чем на Земле), его скорости и эксцентричности орбиты. Итого сотрудники института пришли к выводу, что на Марсе время течет на 477 миллионных секунды быстрее, чем на Земле — и в этом виновата теория относительности Эйнштейна.
Для контекста, теория относительности описывает, как течение времени может восприниматься по-разному в зависимости от контекста, подверженного влиянию скорости и гравитационного поля. Наука называет этот феномен растяжением времени. Он больше всего известен, пожалуй, по парадоксу близнецов. Представьте, что из пары близнецов один отправляется в полет на ракете, движущейся почти со скоростью света, а другой остается на Земле. По возвращению домой тот близнец, что был в космосе, будет моложе того, что остался на планете, потому что время течет медленнее, чем ближе объект к скорости света. По той же логике время растягивается близ черной дыры, потому что ее гравитация куда сильнее, чем земная.
Из-за того, что Марс находится дальше от Солнца, чем Земля, он вращается вокруг звезды с меньшей скоростью, и это автоматически приводит к растяжению во времени. Но поскольку у Марса более эллиптичная орбита, он немного ускоряется, подходя ближе к Солнцу, и замедляется, находясь дальше.
Помимо этого, расстояние Марса от гравитационного поля Солнце и системы Земля-Луна может влиять на течение марсианского года. Так, для космонавта на Марсе одна секунда будет восприниматься как одна секунда, но для наблюдателя на Земле одна марсианская секунда длится чуть меньше, чем земная. Итого разница в 477 микросекунд может сокращаться или увеличиваться на 226 микросекунд в зависимости от позиции Марса.
Хотя растяжение времени между Марсом и Землей не такое серьезное, как на релятивистском космическом корабле или на горизонте событий черной дыры, его вполне достаточно, чтобы помешать корректной навигации и отладке будущих коммуникационных систем. При колонизации Марса та же 5G-связь должна быть точной вплоть до десятой доли микросекунды. Расчет разницы во времени не только поможет в навигации, но и позволит синхронизировать сети коммуникации между планетами.