Koľko hodín je na Marse? Astronómovia zistili, že čas u nášho suseda plynie inak než na Zemi
Relativita nám hovorí, že marťanský čas bude ubiehať o niečo inak, ako pozemský čas.
Ak sa niekedy pozrieš na Mars a napadne ti otázka, koľko je tam vlastne hodín, vedci z NIST-u ti dnes vedia odpovedať presnejšie než kedykoľvek predtým. Čas na Marse totiž nejde rovnako ako na Zemi. A nejde ani „trošku inak“. Ide citeľne inak, presne o 477 mikrosekúnd rýchlejšie ako hodiny na Zemi za obdobie 1 deň. Znie to ako drobnosť, ale v realite vesmírnych navigačných systémov je to rozdiel, ktorý rozhoduje o tom, či rover priletí na správne miesto alebo o stovky kilometrov vedľa. Na tému upozornil server Vedelisteze.sk.
Preto fyzici Bijunath Patla a Neil Ashby z amerického NIST-u sadli k výpočtom, o ktorých jeden z nich povedal, že boli oveľa ťažšie, než očakával. Keď si človek prejde dôvody, ľahko pochopí prečo.
Prečo sa čas na Marse zrýchľuje
Za všetko môže gravitácia a Einstein. Ten ukázal, že čas beží rýchlejšie tam, kde je gravitácia slabšia, a pomalšie tam, kde je silnejšia. Mars má povrchovú gravitáciu zhruba päťkrát slabšiu ako Zem, takže tamojšie atómové hodiny „tikajú“ rýchlejšie.
Lenže to je len polovica príbehu. Druhú polovicu riadi rýchlosť a orbitálna dráha. Planéty totiž neobiehajú Slnko ako po kružnici, ale po elipse a Mars má tú elipsu výrazne pretiahnutú. Keď je bližšie k Slnku, hýbe sa rýchlejšie. Keď je ďalej, spomalí. To všetko jav o známou relativistickou zmenou rýchlosti času.
Preto nestačí povedať, že marsovský deň zrýchli o 477 mikrosekúnd. Počas marťanského roka sa rozdiel mení aj o plus mínus 226 mikrosekúnd. Raz je to viac, raz menej. Presne ako Mars, planéta, ktorá nič nerobí rovnomerne.
Neprehliadni
Marťanský deň je o 40 minút dlhší ako ten pozemský. Vedci preto nepoužívajú výraz „pozemský deň“ pri misii, ale označujú ho ako Sol. Jeden Sol je doba rotácie Marsu a trvá približne 24 hodín, 39 minút a 35 sekúnd pozemského času.
Výpočty NIST sa netýkajú tohto 40-minútového rozdielu. Fyzici zisťovali rýchlosť plynutia každej jednej sekundy. Marsovská sekunda je o niečo kratšia než pozemská, čo spôsobuje, že čas na Marse plynie rýchlejšie než na Zemi. Sol a mikrosekundový posun sú dva samostatné, no rovnako dôležité problémy, ktoré je potrebné zohľadniť pri misiach.
Mars ako časová „zóna“
Ak by si zobral atómové hodiny a postavil ich na marťanský povrch, tikali by úplne rovnako ako na Zemi. Rozdiel vznikne až vtedy, keď ich porovnáš so Zemou. Je to niečo ako časový posun medzi krajinami, len oveľa komplikovanejší.
Patla a Ashby preto potrebovali vytvoriť referenčný bod na marťanskom povrchu. Potom do výpočtov vložili údaje z rokov marťanských misií, gravitačné polia, orbitálne parametre aj vplyv ostatných telies v slnečnej sústave. Pri Zemi a Mesiaci sa časové rozdiely správajú stabilne. Ale Mars žije vo väčšom chaose, Slnko, Zem, Mesiac, Jupiter a Saturn si ho ťahajú každým smerom.
„Riešiť tri telesá už je šialené. My však riešime štyri a zároveň celú elipsu,“ povedal Patla: „A toto je presne ten moment, kde fyzika prestáva byť pekná a začína byť tvrdohlavá.“
Relativita v každodennom živote
477 mikrosekúnd znie neuveriteľne máličko, ale už dnes niečo podobné vidíme na Zemi. Satelity GPS sú ďalej od Zeme, hýbu sa rýchlejšie a gravitácia pôsobí slabšie. Bez neustálej korekcie by GPS prestalo fungovať.
NIST teda robí pre Mars to isté, čo sa robí pre GPS, len s oveľa väčšou komplexnosťou. Marťanské prostredie mení čas dynamickejšie, takže vedci musia brať do úvahy každú drobnú mikrosekundu, aby budúce misie vedeli presne synchronizovať navigáciu a komunikáciu.
Presný čas je základ pre komunikáciu a navigáciu medzi Zemou, rovermi a orbitermi.
„Ak zvládneme synchronizáciu, bude to pôsobiť, akoby prebiehala komunikácia v reálnom čase,“ vysvetľuje Patla.
Ashby upozorňuje, že hoci môže uplynúť desaťročia, kým Mars pokryjú stopy roverov, už teraz má zmysel skúmať, ako nastaviť navigačné systémy na iných planétach a mesiacoch. Patla dodáva, že získanie presnej informácie o tom, ako čas plynie na Marse, prináša dôležitý posun, pretože doteraz nikto nemal presnú odpoveď.
