Einstein had het al voorspeld, en Mars heeft het bevestigd: de tijd verstrijkt niet op dezelfde manier op de Rode Planeet. Deze ontdekking heeft verstrekkende gevolgen voor de toekomstige verkenning van Mars.
Om de synchronisatie van communicatie voor toekomstige Mars-missies te anticiperen, was het noodzakelijk om te begrijpen hoe de tijd werkelijk verstrijkt op Mars. Onderzoekers hebben uiteindelijk de basis gelegd voor een betrouwbaar meetsysteem, aangepast aan de unieke gravitationele omgeving van de planeet.
Waarom de Tijd Verschilt tussen de Aarde en Mars
Wat wij als een seconde beschouwen, is niet universeel. Ver weg van onze planeet vervormt deze vertrouwde eenheid door de effecten van zwaartekracht en beweging. Tot nu toe was niemand in staat om met zekerheid vast te stellen hoeveel de tijd op Mars afwijkt. Een team van natuurkundigen heeft deze belangrijke stap nu gezet en onthult een kleine maar beslissende afwijking.
Op Aarde leven we in een gravitationeel veld dat we hebben leren meten met extreem nauwkeurige klokken. Deze instrumenten, gebaseerd op de principes van de kwantummechanica, hebben een stabiel ritme… maar alleen lokaal. Zodra we ons van de Aarde verwijderen, verandert dit ritme. Einstein had het al voorspeld: de zwaartekracht vertraagt de tijd. In gebieden met een lagere zwaartekracht versnellen klokken niet waarneembaar. Dit gebeurt ook wanneer een object snel beweegt, zoals een planeet in zijn baan. Twee hemellichamen met verschillende kenmerken kunnen daarom niet exact dezelfde seconde delen.
Wat Onderzoek van NIST Onthult over de Tijd op Mars
Voor het eerst hebben onderzoekers deze afwijking nauwkeurig gekwantificeerd. Gemiddeld loopt een klok op het oppervlak van Mars 477 microseconden per dag voor ten opzichte van een identieke klok op Aarde. Dit is slechts een gemiddelde. Het onderzoek, gepubliceerd in een wetenschappelijk tijdschrift, onthult dat deze afwijking kan variëren met 226 microseconden, afhankelijk van de positie van Mars in zijn baan. Deze gegevens zijn verkregen met behulp van een relativistisch model dat niet alleen de invloed van de Zon, maar ook die van de Aarde, de Maan en de baan van Mars zelf in overweging neemt.
Deze aanpassingen zijn allesbehalve te verwaarlozen. Over langere perioden kunnen ze zich ophopen. In theorie zou een mens die vijftig jaar op Mars doorbrengt, negen seconden ouder worden dan iemand die op Aarde blijft, enkel vanwege deze versnelling van de tijd. Deze discrepantie wordt een concreet wetenschappelijk vraagstuk. Zoals het NIST in zijn officiële communicatie benadrukt, is het van essentieel belang om hiermee rekening te houden bij het bouwen van betrouwbare navigatie- of communicatiesystemen tussen de twee planeten.
Hoe Deze Nieuwe Meting de Interplanetaire Navigatie en Communicatie Herdefinieert
Deze lichte afwijking, op de schaal van een knipperoog, kan een heel netwerk desynchroniseren. Aardse GPS-systemen vereisen bijvoorbeeld een nauwkeurigheid van een tiende microseconde. Op interplanetaire schaal wordt een dergelijke eis duizelingwekkend. Voor de onderzoekers van NIST opent deze vooruitgang de weg naar de creatie van een planetaire synchronisatienetwerk, dat in staat is om een temporele consistentie te handhaven tussen werelden die worden beïnvloed door verschillende gravitationele ritmes.
“Het moment is gekomen voor de Maan en Mars,” zegt Bijunath Patla, en benadrukt hoe dit onderzoek aansluit bij de groeiende ruimtelijke ambities. De nauwkeurigheid van tijdmeting zal net zo cruciaal zijn als energie of voortstuwing in toekomstige Mars-expedities.
De tijd op Mars wordt dus een sleutelelement, niet alleen voor fundamentele wetenschap, maar ook voor zeer praktische toepassingen. Autonome rovers, communicatierelais, slimme habitats: ze moeten allemaal in lijn zijn met een nieuw referentiekader. En als er ooit een Mars-tijdsaanduiding moet worden gekozen, moet worden besloten op welke locatie op de planeet deze nieuwe universele klok zal worden geankerd.
