زمان بر روی زمین و سیارات دیگر متفاوت می گذرد و این یک ایده علمی تخیلی نیست. فضایی portal.com صحبت کنیدچگونه دانشمندان تفاوت زمانی بین زمین و مریخ را محاسبه می کنند و چگونه این به مهاجران فضایی آینده کمک می کند.
مؤسسه ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده تفاوت زمانی بین مریخ و زمین را با در نظر گرفتن گرانش مریخ (پنج برابر ضعیف تر از زمین)، سرعت و خروج از مرکز مدار آن محاسبه کرد. در مجموع، کارکنان موسسه به این نتیجه رسیدند که زمان در مریخ 477 میلیونم ثانیه سریعتر از زمین می گذرد – و نظریه نسبیت اینشتین مسئول این است.
برای زمینه، نسبیت توصیف می کند که چگونه می توان گذر زمان را بسته به زمینه، تحت تأثیر سرعت و میدان های گرانشی، متفاوت درک کرد. علم این پدیده را اتساع زمان می نامد. او شاید بیشتر برای پارادوکس دوقلو شناخته شده است. تصور کنید که در یک جفت دوقلو، یکی در حال پرواز بر روی موشکی است که تقریباً با سرعت نور حرکت می کند، در حالی که دیگری روی زمین باقی می ماند. هنگامی که آنها به خانه باز می گردند، دوقلوهای موجود در فضا جوانتر از آنهایی هستند که روی سیاره باقی مانده اند، زیرا هر چه جسم به سرعت نور نزدیکتر شود، زمان کندتر حرکت می کند. با همین منطق، زمان در نزدیکی یک سیاهچاله طول می کشد، زیرا گرانش آن بسیار قوی تر از گرانش زمین است.
از آنجایی که مریخ از خورشید دورتر از زمین است، با سرعت کمتری به دور ستاره می چرخد و این به طور خودکار منجر به طولانی شدن زمان می شود. اما از آنجایی که مریخ مدار بیضیتری دارد، با نزدیکتر شدن به خورشید سرعت آن کمی افزایش مییابد و با دورتر شدن از سرعتش کم میشود.
علاوه بر این، فاصله مریخ از میدان گرانشی خورشید و منظومه زمین-ماه ممکن است بر پیشرفت سال مریخی تأثیر بگذارد. بنابراین برای یک فضانورد در مریخ، یک ثانیه یک ثانیه در نظر گرفته می شود، اما برای یک ناظر در زمین، یک ثانیه در مریخ کمی کمتر از یک ثانیه در زمین طول می کشد. در مجموع، بسته به موقعیت مریخ، اختلاف 477 میکروثانیه را می توان 226 میکروثانیه کوتاه یا افزایش داد.
اگرچه انبساط زمانی بین مریخ و زمین به اندازه فضاپیماهای نسبیتی یا افق رویداد یک سیاهچاله شدید نیست، اما برای جلوگیری از ناوبری دقیق و اشکال زدایی سیستم های ارتباطی آینده کافی است. هنگام استعمار مریخ، ارتباطات آنالوگ 5G باید تا یک دهم میکروثانیه دقیق باشد. محاسبه اختلاف منطقه زمانی نه تنها به ناوبری کمک می کند، بلکه امکان همگام سازی شبکه های ارتباطی بین سیارات را نیز فراهم می کند.