Ha valaha jegyet váltunk a Marsra, nem árt egy tégely ránctalanító krémet is betenni a poggyászba – legalábbis képletesen. A relativitás elmélete miatt ugyanis a Marson gyorsabban telik az idő, mint a Földön. A különbség naponta mindössze 477 mikroszekundum, de hosszú távon ez is komoly tényezővé válik.
Einstein, aki felforgatta az idő fogalmát
Aki fizikából nem aludta át az órákat, biztosan találkozott már Einstein relativitáselméletével. Ez a gondolat forradalmasította a newtoni világképet: kiderült, hogy a tér és az idő nem különálló dolgok, hanem egymással összefonódva alkotják a téridőt.
A relativitás lényege, hogy az idő múlása nézőpontfüggő. A sebesség és a gravitáció egyaránt beleszól abba, hogy mennyire „lassan” vagy „gyorsan” telik az idő egy adott helyen.
Idődilatáció a gyakorlatban – az ikerparadoxon és a hétköznapok
A jelenség egyik legismertebb példája az úgynevezett ikerparadoxon. Robert Heinlein 1956-os regényében az egyik ikertestvér űrutazásra indul, közel fénysebességgel. Amíg az űrben utazik, az ő ideje lassabban telik, így fiatalabban tér vissza, mint az iker, aki a Földön maradt.
Ez elsőre sci-fi, ám a valóságban is mérhető hatás.
GPS: működésképtelen lenne korrekció nélkül
Amikor az első GPS műholdak Föld körüli pályára álltak, sok tudós úgy gondolta, a relativisztikus hatások elhanyagolhatók lesznek. Neil Ashby kutató azonban rámutatott, hogy óriási hibát okozna, ha nem számolnának velük.
A műholdak:
- nagy sebessége miatt 7 mikroszekundumot késnek naponta,
- gyengébb gravitációs térben keringve viszont 45 mikroszekundumot sietnek.
A két hatás eredménye:
napi +38 mikroszekundum eltérés.
Ha ezt nem korrigálnák, a GPS mérései naponta több kilométert tévednének.
Az idő új kihívásai az űrkorszakban
Ahogy az emberiség egyre gyakrabban lép ki a világűrbe, ezek a különbségek már nem elméleti érdekességek, hanem mindennapi technikai problémák.
- A Holdon az idő napi 56 mikroszekundummal gyorsabban telik, ezért az amerikaiak már saját holdi időzónát terveznek.
- A Mars esetében viszont még bonyolultabb a helyzet.
Miért nehezebb a Mars időzítését meghatározni?
Ashby és Bijunath Patla (NIST) vizsgálatai szerint a Mars-idő kiszámítása jóval összetettebb, mint a Holdé.
A fő nehézségek:
Négy égitesttel kell számolni– a Nap, a Föld, a Mars és maga az űreszköz – ami nagyságrendekkel nehezebb feladatot jelent.
A Mars pályája erősen elliptikus
– sebessége folyamatosan változik a Nap körüli keringése során.
A bolygó apró billegése (wobble)
– tovább bonyolítja az időeltérések kiszámítását.
A kutatók eredménye:
A Marson naponta 477 mikroszekundummal gyorsabb az idő, ráadásul ez 266 mikroszekundumot ingadozhat az év során.
Miért probléma ez?
A GPS működéséhez hasonló, de sokkal precízebb rendszert kell majd alkalmazni a Marson.
Itt azonban nem elég egyetlen korrekciót beépíteni a fedélzeti órákba. A kommunikáció egyre komplexebb lesz – valóságos Naprendszer-internet kialakulása felé haladunk –, így folyamatosan változó, dinamikus időkorrekciókra lesz szükség, különben az adatátvitel és a navigáció használhatatlanná válik.
Ahogy Ashby fogalmazott:
„Jó tudni végre, mi történik idő szempontjából a Marson. Eddig ezt senki sem ismerte pontosan.”
A kutatás az Astronomical Journal tudományos folyóiratban jelent meg.
.png)
