Фізики NIST Квантифікували Релятивістський Зсув Часу Між Землею та Марсом

Фізики з Національного інституту стандартів і технологій (NIST) досягли значного метрологічного результату, точно визначивши часову диференцію між Землею та Марсом. Дослідження, опубліковане у випуску The Astronomical Journal за грудень 2025 року, встановлює, що годинники на Червоній планеті функціонують швидше, ніж земні, в середньому на 477 мікросекунд за кожну земну добу. Ключовим фактором, що зумовлює це прискорення, є значно слабша поверхнева гравітація Марса, яка становить приблизно п'яту частину земної сили тяжіння. Цей гравітаційний ефект, згідно з принципами загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна, переважує уповільнюючий вплив повільнішої орбітальної швидкості Марса відносно Землі.

Розрахунки, проведені дослідниками NIST, зокрема фізиками Біджунатом Патлою та Нілом Ешбі, виявилися надзвичайно комплексними, оскільки вимагали врахування не лише гравітації Марса, а й динамічного впливу Сонця, Землі та Місяця. Дослідження підтверджує фундаментальні прогнози Загальної теорії відносності (ЗТВ), яка стверджує, що час плине інакше у різних гравітаційних потенціалах. На відміну від стабільного зсуву, зафіксованого для Місяця, який іде лише на 56 мікросекунд на день швидше за Землю, марсіанський час демонструє більшу мінливість. Ця варіативність досягає діапазону до 226 мікросекунд протягом одного марсіанського року, що зумовлено ексцентричністю орбіти Марса.

Ця точна квантифікація має пряме практичне значення для майбутніх міжпланетних програм, зокрема для запланованих пілотованих місій та потенційних довгострокових поселень на Марсі. Для створення надійної навігаційної інфраструктури та синхронізованих комунікаційних мереж, аналогічних земній системі GPS, необхідно враховувати цю релятивістську поправку. Сучасні технології зв'язку, як-от 5G, вимагають точності до десятої мікросекунди, що підкреслює критичність знання марсіанського часового дрейфу для побудови майбутнього «міжпланетного інтернету».

Робота Патли та Ешбі закладає необхідний фундаментальний базис для забезпечення надійності майбутніх космічних операцій, де синхронізація міжпланетних систем відліку стане невід'ємною частиною інженерної реальності. Крім середнього значення, автори також зафіксували додаткові коливання на рівні близько 40 мікросекунд, пов'язані із синодичними періодами, що описують взаємне розташування планет. Це підкреслює необхідність враховувати не лише статичні, а й динамічні аспекти орбітальної механіки чотирьох тіл: Сонця, Землі, Місяця та Марса, для досягнення максимальної точності.