Физики NIST уточнили темпоральный сдвиг между Землей и Марсом. Время на планетах течет с разной скоростью.

Физики из Национального института стандартов и технологий (NIST) определили с высокой точностью темпоральное расхождение между Землей и Марсом, что имеет принципиальное значение для будущих межпланетных миссий. Исследование, опубликованное в The Astronomical Journal в декабре 2025 года, устанавливает, что атомные часы на поверхности Марса в среднем спешат на 477 микросекунд в сутки по сравнению с эталонными часами на Земле.

Этот темпоральный сдвиг является прямым следствием общей теории относительности Альберта Эйнштейна, где ход времени зависит от гравитационного поля и скорости движения. Основной фактор ускорения марсианского времени — значительно более слабое поверхностное гравитационное притяжение Марса, составляющее около одной пятой земного. В более слабых гравитационных полях время течет быстрее, в то время как на Земле оно замедляется.

Расчеты, проведенные физиками Нилом Эшби и Биджунатом Патлой из NIST, учитывали не только гравитацию Марса, но и сложное многофакторное взаимодействие, включая влияние Солнца, Земли и Луны на эксцентричную орбиту Красной планеты. Из-за эллиптической траектории Марса суточный сдвиг не является постоянным и может колебаться в диапазоне до 226 микросекунд за марсианский год. Это контрастирует с более стабильным опережением времени на Луне, которое составляет около 56 микросекунд ежедневно.

Физики подчеркнули, что учет этих колебаний, достигающих 40 микросекунд за семь синодических циклов, критичен для высокоточной синхронизации. Актуальность данных возрастает в контексте планов по организации пилотируемых полетов и созданию постоянных поселений на Марсе. В настоящее время задержка радиосигнала между Землей и Марсом варьируется от 4 до 24 минут.

Точная синхронизация времени, аналогичная созданию земной системы GPS, позволит в будущем сформировать более оперативные межпланетные коммуникационные сети, потенциально приближая обмен информацией к реальному времени. Сложность задачи, которую Патла сравнил с усложненной задачей четырех тел (Солнце, Земля, Луна, Марс), подчеркивает научную глубину проделанной работы. Данное исследование закладывает метрологическую основу для прикладной релятивистской физики в освоении дальнего космоса.