In een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift Astronomical, heeft een groep fysici van het National Institute of Standards and Technology (NIST) een gedetailleerde analyse uitgevoerd van de beweging en de aantrekkingskracht van Mars. Door gebruik te maken van de tijdsverlengingsformule, schatten zij het verschil in werking van een atoomklok op Mars ten opzichte van een atoomklok op aarde.
De resultaten tonen aan dat de klok op Mars gemiddeld 477 microseconden (of 477 miljoensten van een seconde) per dag sneller loopt. Dit cijfer kan fluctuerend zijn met 226 microseconden per dag, afhankelijk van de positie van Mars in zijn baan.
Vorige jaar schatten wetenschappers met hoge precisie dat op de Maan, de klok 56 microseconden per dag sneller loopt. De Maan draait in een bijna cirkelvormige baan om de aarde, terwijl de aarde ook in een bijna cirkelvormige baan om de zon draait, wat deze afwijking vrij stabiel maakt.
“Echter, Mars is niet zo eenvoudig. De afstand van deze planeet tot de zon en de elliptische baan zorgen ervoor dat de tijdvariaties groter zijn. Het drie-lichaams probleem is al complex, maar wij hebben te maken met vier lichamen: de zon, de aarde, de maan en Mars. Deze uitdagende puzzel is zelfs moeilijker dan ik aanvankelijk dacht,” zei fysicus Bijunath Patla van NIST.
Patla en zijn collega’s moesten rekening houden met de aantrekkingskracht van het oppervlak van Mars en de elliptische baan van de planeet, evenals de invloed van de zon, de aarde, en zelfs de maan op de rode planeet. De combinatie van al deze factoren helpt het team van experts om te begrijpen wat er nodig is om de klokken op Mars en de aarde in sync te houden.
“Het kan tientallen jaren duren voordat het oppervlak van Mars bedekt is met sporen van verkenningsrobots, maar het bestuderen van de kwesties rond het opzetten van navigatiesystemen op andere planeten en manen blijft uiterst waardevol,” aldus NIST-wetenschapper Neil Ashby, mede-auteur van de studie. “Net als de huidige GPS-systemen zal het nieuwe systeem afhankelijk zijn van de nauwkeurigheid van klokken, en de invloeden op de snelheid van de klokken kunnen worden geanalyseerd dankzij Einstein’s algemene relativiteitstheorie.”
