На Земле мы привыкли к точному времени благодаря сложной сети атомных часов и спутников GPS. Однако работа Альберта Эйнштейна доказала, что время не является универсальной величиной во Вселенной. Скорость тиканья часов зависит от силы местной гравитации и скорости движения объекта, что значительно усложняет синхронизацию приборов за пределами нашей планеты. Недавняя научная работа ученых из NIST доказала это, рассказывает 24 Канал со ссылкой на SciTechDaily.

Смотрите также NASA отправляется в Долину Смерти, чтобы протестировать "марсианские" дроны

Насколько часы на Марсе опережают земные?

Физики Биджунат Патла и Нил Эшби провели первые детальные расчеты для Красной планеты. Они определили, что часы на поверхности Марса ежедневно будут спешить на 477 микросекунд (миллионных долей секунды) по сравнению с аналогичными часами на Земле.

Это явление возникает из-за того, что гравитация на Марсе примерно в пять раз слабее, чем на Земле, а согласно теории относительности, там, где гравитация слабее, время течет быстрее. Результаты этого исследования были опубликованы в The Astronomical Journal.

Однако ситуация осложняется тем, что эта разница не является стабильной. Марсианские сутки длятся дольше земных на 40 минут, а год составляет 687 дней. Из-за вытянутой, эксцентричной орбиты Марса и гравитационного влияния других массивных тел – Солнца, Юпитера, Сатурна, Земли и Луны – скорость течения времени постоянно меняется.

Этот суточный сдвиг может варьироваться в пределах 226 микросекунд в течение марсианского года. Для сравнения, на Луне время идет стабильно на 56 микросекунд быстрее, чем на Земле, поскольку орбиты Земли и Луны являются относительно постоянными.

По словам Биджуната Патлы, расчеты оказались более сложными, чем ожидалось, ведь ученым пришлось решать задачу многих тел. Солнце составляет более 99% массы Солнечной системы, но влияние соседних планет делает орбиту Марса нестабильной в контексте точного времени.

Для чего это нам нужно?

Хотя 477 микросекунд кажутся незначительной величиной – это примерно одна тысячная времени, необходимого для моргания глазом, – для современных технологий это критически важно.

Например, сети 5G требуют точности до одной десятой микросекунды. Понимание этих временных сдвигов необходимо для создания будущего "интернета Солнечной системы" и точной навигации.

Сейчас сигнал между планетами идет с задержкой от 4 до 24 минут, что напоминает эпоху бумажных писем. Создание системы синхронизации позволит наладить связь почти в реальном времени без потери данных.

Нил Эшби отметил, что даже если до активной колонизации Марса пройдут десятилетия, разработка навигационных систем, аналогичных GPS, должна начинаться уже сейчас. Это исследование не только имеет практическую ценность для NASA, но и углубляет понимание фундаментальных законов физики и теории относительности.

Как такие изменения времени повлияют на астронавтов?

Для астронавтов, которые ступят на поверхность Марса, "особое время" станет не просто физическим уравнением, а новой реальностью, что будет диктовать ритм жизни, сна и работы. Хотя человеческий организм не почувствует те самые 477 микросекунд ускорения, которые вычислили физики NIST, последствия этого явления будут пронизывать весь их быт.

Невидимая угроза для техники

Представьте, что ваши смарт-часы, навигатор в марсоходе и система жизнеобеспечения ежедневно "убегают" вперед от центра управления на Земле. Без постоянной коррекции, которую разработали ученые, эта микроскопическая разница быстро превратится в хаос. Марсианские колонисты будут жить в мире, где их приборы постоянно будут нуждаться в программной "терапии".

Ошибка в доли секунды может означать, что автоматический грузовой корабль приземлится не на посадочную площадку, а за километр от базы, или что система бурения начнет работу, когда люди еще будут находиться в опасной зоне.

Бесконечный "джетлаг"

Более ощутимым для тела станет другой временной аспект – марсианские сутки, или "сол", которые длятся 24 часа 39 минут и 35 секунд. Эти "лишние" 40 минут ежедневно будут смещать график сна. На Земле эксперименты с таким режимом показали, что без строгой дисциплины и искусственного освещения циркадные ритмы человека быстро сбиваются.

Астронавтам придется использовать специальные "умные" лампы, имитирующие земной закат, чтобы обмануть мозг и заставить его спать, когда за окном базы еще может быть свет, или наоборот.

Изоляция во времени

Самым тяжелым испытанием станет коммуникационная пропасть. Из-за того что сигнал идет от 4 до 24 минут в одну сторону, понятие "срочный вызов" исчезнет. Астронавты будут жить в режиме полной автономности. Разговор с родными превратится в обмен видеописьмами, как в эпоху почтовых дилижансов.

Это потребует изменения психологии: экипаж не сможет полагаться на мгновенный совет "Хьюстона" в критической ситуации. Им придется принимать решения самостоятельно, зная, что Земля узнает об их проблеме только тогда, когда она уже, вероятно, будет решена – или когда будет слишком поздно.

Таким образом, точное время на Марсе – это вопрос выживания. Астронавты станут первыми людьми, чьи часы будут идти в разрез со временем всего человечества, создавая новую культуру восприятия реальности.