Время на Марсе нестабильно — что обнаружили исследователи NIST

Ученые из Национального института стандартов и технологий США (NIST) впервые точно подсчитали, как идет время на Марсе по сравнению с Землей. Они выяснили, что марсианские часы в среднем отстают или опережают земные на сотые доли миллисекунды ежедневно, и это критически важно для будущих миссий, навигации и связи с Красной планетой.

Об этом говорится в исследовании NIST.

Как гравитация и орбита Марса меняют течение времени

На Земле мы привыкли к точной системе отсчета времени: атомные часы, спутники GPS, быстрые телекоммуникационные сети. Но еще Эйнштейн показал, что в разных точках Вселенной время течет по-разному: часы идут немного быстрее или медленнее в зависимости от силы гравитации и скорости движения. Чем сильнее притяжение, тем медленнее "убегают" секунды.

Физики NIST рассчитали, что на поверхности Марса часы будут идти в среднем на 477 микросекунд (миллионных долей секунды) быстрее, чем на Земле за одни сутки. Однако орбита Красной планеты сильно вытянута, а на нее дополнительно влияют гравитационные поля Солнца, Земли, Луны, Юпитера и Сатурна. Из-за этого значение может меняться примерно на 226 микросекунд в течение марсианского года.

Сам марсианский день (сол) длиннее земного примерно на 40 минут, а год длится около 687 земных дней. Но для ученых важно не только это, но и то, как быстро проходит именно каждая секунда по сравнению с Землей — по сути, разница между "часовыми поясами" двух планет.

Чтобы сделать точные расчеты, исследователи выбрали на поверхности Марса условную опорную точку, подобную "уровню моря" на Земле. Используя многолетние данные миссий на Красную планету, физики оценили гравитацию на Марсе, а также учли влияние Солнца и других тел Солнечной системы. Для сравнения, время на Луне идет стабильнее: там секунды проходят на 56 микросекунд быстрее, чем на Земле за сутки, и эта разница практически не меняется.

Почему эти микросекунды важны для будущей связи с Марсом

На первый взгляд, сотни микросекунд кажутся незначительными — это около тысячной доли времени, за которое мы успеваем моргнуть. Но для современных технологий такие отклонения принципиальны: например, сети 5G требуют точности до десятой доли микросекунды.

Сегодня сигнал между Землей и Марсом может идти от четырех до 24 минут и более, так что общение напоминает эпоху до телеграфа. Чтобы в будущем построить устойчивые навигационные и коммуникационные сети между планетами, нужна единая, согласованная система времени для Земли, Луны и Марса.

Если удастся синхронизировать часы на разных небесных телах, связь станет значительно надежнее и ближе к почти реальному времени — без потерь данных и ошибок из-за расхождения во времени. Это один из базовых шагов к созданию "интернета Солнечной системы" и к сценариям, которые раньше казались лишь научной фантастикой.

Напомним, новый анализ лунного грунта, доставленного китайской миссией "Чанъэ-6", обнаружил в образцах микроскопические частицы железной ржавчины. Ранее считалось, что на Луне не существует условий для ее образования из-за нехватки кислорода, поэтому находка заставляет пересмотреть представления о химических процессах на ее поверхности.

Также мы писали, что NASA раскрывает планы создания на Луне полноценного поселения, пригодного для постоянного проживания. По прогнозам агентства, реализовать этот амбициозный проект могут уже к 2035 году.