يتدفق الوقت بشكل مختلف على المريخ: نُشرت أول حسابات دقيقة

العلماء من المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا قام المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) لأول مرة بحساب كيفية مرور الوقت على المريخ مقارنة بالأرض بدقة. الأبحاث المنشورة في المجلة الفلكية، يظهر: يمر اليوم المريخي بشكل أسرع بنحو 477 ميكروثانية، ولكن بسبب مدار الكوكب الطويل، يمكن أن تختلف هذه القيمة بمقدار ± 226 ميكروثانية على مدار السنة المريخية..

ويستمر العمل في دراسة عام 2024، التي حدد فيها الخبراء الوقت الدقيق لظهور القمر. والآن يريد العلماء إنشاء الأساس لأنظمة الملاحة والاتصالات المستقبلية التي يمكن أن تعمل ليس فقط على الأرض، ولكن أيضًا على المريخ.

يرجع الاختلاف في مسار الزمن إلى قوانين النسبية العامة: كلما كانت الجاذبية أضعف، زادت سرعة الساعة. الجاذبية على المريخ أقل بخمس مرات من الجاذبية على الأرض، لذلك يتدفق الوقت بشكل أسرع قليلاً. للمدار أيضًا تأثير – فهو أكثر استطالة من مدار الأرض، وتتأثر حركة الكوكب أيضًا بالأرض والقمر.

وللحصول على قيم دقيقة، اختار الفيزيائيان نيل أشبي وبيجوناث باتلا «نقطة الصفر» المشروطة على سطح المريخ وأخذا في الاعتبار الجاذبية وسرعة الكوكب وتأثير الأجسام الضخمة في النظام الشمسي. تبين أن الحسابات أكثر تعقيدا من حسابات القمر: على عكس مدار الأرض شبه المستقر، يتغير مسار المريخ باستمرار بسبب تفاعل العديد من الهيئات – وهي مشكلة يصعب حلها تحليليا.

الأهمية التطبيقية والأساسية

بالرغم من تبدو أجزاء من المللي ثانية غير ذات أهمية، ومثل هذه الاختلافات حاسمة بالنسبة للأنظمة عالية الدقة. على الأرض، على سبيل المثال، تتطلب شبكات الاتصالات والملاحة المزامنة في حدود أعشار الميكروثانية. في المستقبل، عندما تبدأ البشرية في إنشاء شبكات اتصال بين الكواكب، ستصبح مثل هذه الحسابات أساس “الزمن بين الكواكب”.

وحتى الآن، تستغرق الإشارة بين الأرض والمريخ من أربع إلى أربع وعشرين دقيقة، ويذكرنا التفاعل بعصر ما قبل البريد البخاري. لكن الفهم الدقيق لتوقيت المريخ سيجعل يومًا ما مثل هذه الاتصالات أقرب إلى الوقت الحقيقي ويحسن الملاحة لمهمات المريخ المستقبلية.

ووفقا للباحثين، فإن هذه البيانات مهمة ليس فقط للهندسة، ولكن أيضا للفيزياء نفسها: فهي توضح كيف تعمل النظرية النسبية في المشاكل العملية وكيف تغير الجاذبية وحركة الكواكب تدفق الزمن.