Na Marsu se děje něco zvláštního s časem, a vědci nyní přišli na to, co to je. Rozdíly, které jsou na první pohled nevýznamné, mohou mít klíčový význam pro budoucí vesmírné mise.
Podle obecné teorie relativity Alberta Einsteina je čas ovlivňován hmotností, což vyvolává jev známý jako gravitační dilatace času. Pro vnějšího pozorovatele se hodiny nacházející se v silnějším gravitačním poli pohybují pomaleji než hodinky na zápěstí. V podobném duchu v oblasti slabšího gravitačního pole každý druhý trvá kratší dobu než v případě těch, kteří pociťují silnější gravitaci.
Příkladem tohoto jevu jsou atomové hodiny na GPS satelitech, které ubíhají rychleji ve srovnání se zemskými hodinami. Minimální změna gravitace na střední výšce, spojená s efektem dilatace času v důsledku zrychlení, přináší denní rozdíl 38 mikrosekund.
Výzvy při měření času na Marsu
Neil Ashby a Bijunath Patla vyvinuli přesný časoměřičský systém pro Mars. Dříve vytvořili podobný systém pro Měsíc, který používá konvenční světový čas měřený na Zemi. Tento čas využívají astronomové a Hluboký vesmírný síť (DSN) s denní přesností přibližně 100 pikosekund (jeden bilionina sekundy).
Na povrchu Měsíce ubíhá čas o 56 mikrosekund rychleji než na Zemi, což je založeno na faktorech jako je hmotnost Měsíce a gravitační interakce mezi Sluncem, Zemí a Měsícem. U Marsu je však měření času složitější, jelikož je třeba zkoumat interakce čtyř těles.
Proč čas na Marsu ubíhá rychleji?
Povrchová gravitace na Marsu je mnohem slabší než na Zemi, jelikož červená planeta má pouze jednu desetinu hmotnosti Země. Na základě dat z marsovských misí Ashby a Patla odhadli, že kvůli tomu je povrchová gravitace Marsu pětkrát slabší než ta zemská. Navíc je Mars přibližně 1,5 astronomické jednotky daleko od Slunce, zatímco vzdálenost Země od Slunce je 1 jednotka. S poklesem gravitační síly k Marsu přichází i slabší gravitace ze Slunce.
Situaci dále komplikuje to, že Marsova dráha je mnohem excentricitnější než ta Země, což vyvolává větší výkyvy v gravitační síle. Tak zatímco marsovské hodiny ubíhají průměrně o 477 mikrosekund rychleji než na Zemi, tento rozdíl se během marsovského roku denně mění o 266 mikrosekund.
Rovněž marsovský rok je mnohem delší než ten zemský, neboť červené planetě trvá 687 dní, než oběhne Slunce. Navíc i den na Marsu je delší, protože Mars potřebuje o 40 minut více času k dokončení jednoho úplného rotace okolo své osy v porovnání se Zemí.
Využití těchto znalostí na dalších planetách
Určení přesných časových rámců je nezbytné pro budoucí vesmírné mise. Ashby však poznamenal, že ještě uplynou desítky let, než lidstvo přistane na Marsu. Nicméně, už nyní je užitečné zkoumat otázky spojené se zaváděním navigačních systémů na jiných planetách a měsících.
Proto bude měření času mimo Zemi klíčové pro komunikaci, polohování a navigaci misí plánovaných komerčními společnostmi a národními vesmírnými programy. Vybudování časové infrastruktury a vytvoření rámce pro „autonomní meziplanetární synchronizaci času“ se proto stává základním cílem a tato výzkumná práce představuje zásadní krok pro vesmírné výzkumy.
