Physiker messen tägliche Zeitverschiebung von 477 Mikrosekunden zwischen Erde und Mars

Physiker haben eine präzise Quantifizierung der Zeitdifferenz zwischen der Erde und dem Mars vorgenommen, ein fundamentaler Schritt für die zukünftige interplanetare Infrastruktur. Die zentrale Erkenntnis dieser Forschung ist, dass Uhren auf dem Roten Planeten im Durchschnitt um ungefähr 477 Mikrosekunden pro Erdentag schneller ablaufen als irdische Zeitmesser. Diese Ergebnisse wurden im Dezember 2025 in der Fachzeitschrift The Astronomical Journal veröffentlicht, wobei das National Institute of Standards and Technology (NIST) als Ursprungsinstitution der Studie fungierte.

Die detaillierte Analyse bestätigt, dass die geringere Oberflächengravitation des Mars den verlangsamenden Effekt seiner langsameren Orbitalgeschwindigkeit im Verhältnis zur Erde überwiegt, was zu diesem zeitlichen Vorsprung führt. Zu den federführenden Wissenschaftlern gehörte der NIST-Physiker Bijunath Patla, dessen Team die komplexen Wechselwirkungen der Gravitationsfelder von Sonne, Erde, Mond und Mars in ihre Berechnungen einbeziehen musste. Die Schlüsselmetriken umfassen den mittleren Zeitversatz von 477 Mikrosekunden pro Erdentag, wobei Schwankungen von bis zu 226 Mikrosekunden über ein Marsjahr hinweg beobachtet wurden.

Die Forscher stellten fest, dass die elliptische Umlaufbahn des Mars, die seine Geschwindigkeit im Verhältnis zur Sonne variiert, die zeitlichen Schwankungen im Vergleich zu den relativ konstanten Orbits von Erde und Mond vergrößert. Diese Arbeit bestätigt präzise Vorhersagen, die sich aus Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie ableiten lassen, welche die Abhängigkeit der Zeit von Gravitation und Bewegung postuliert. Die Berechnung war anspruchsvoller als ursprünglich angenommen, da die gegenseitige Gravitation von vier massereichen Körpern – Sonne, Erde, Mond und Mars – berücksichtigt werden musste, was die Analyse zu einem komplizierten Vier-Körper-Problem machte.

Diese Forschung ist von unmittelbarer Relevanz angesichts der geplanten bemannten Missionen und der Aussicht auf permanente menschliche Siedlungen auf dem Mars in den kommenden Jahrzehnten. Das exakte Wissen um diese zeitliche Drift ist essenziell für die Entwicklung zukünftiger interplanetarer Navigationssysteme und Kommunikationsnetzwerke, die eine Synchronisation analog zum terrestrischen GPS erfordern. Die schwächere Schwerkraft des Mars, die etwa fünfmal geringer ist als die der Erde, trägt ebenfalls zu dem schnelleren Ticken bei. Die Etablierung eines synchronisierten Sonnensystem-„Internets“ hängt von der präzisen Berücksichtigung dieser relativistischen Effekte ab, da selbst geringe Abweichungen in modernen Technologien wie 5G-Netzwerken zu schwerwiegenden Betriebsfehlern führen könnten.