物理學家精確量化地球火星時間流逝差異：火星時鐘每日快477微秒

美國國家標準與技術研究院（NIST）的物理學家團隊近日精確量化了地球與火星之間的時間流逝差異。由物理學家Bijunath Patla主導的研究指出，火星上的時鐘平均而言，每日比地球上的時鐘快477微秒。此發現證實了愛因斯坦廣義相對論的預測，並為未來的行星際任務奠定了關鍵的時間同步基礎。

這項研究成果已於2025年12月發表在《天文學雜誌》（The Astronomical Journal）上，標誌著人類在理解太陽系內時間同步問題上的重大進展。該研究的複雜性遠超先前對月球時間偏移的計算，因為火星的軌道偏心率較大，且受到太陽、地球和月球等多個天體引力的綜合影響，導致時間差異並非固定值。具體而言，在一個火星年週期內，每日的時間偏移誤差範圍可高達226微秒，突顯了高精度行星際導航所面臨的複雜性。

愛因斯坦的相對論指出，重力場強度直接影響時間流逝速度：重力越強，時間流逝越慢。火星表面重力較地球弱，是導致其時間流逝較快的主因，儘管其較慢的軌道速度理論上會產生使時間變慢的效應，但弱重力效應佔了主導地位。這種對時間膨脹的量化，將相對論效應從純粹的學術探討轉化為可工程化應用的實用數據，為建立同步的太陽系「星際網際網路」鋪平了道路。

這種微小時間膨脹效應的精確掌握，對於未來任務至關重要。過去地球與火星間的通訊延遲在四到二十分鐘不等，但隨著未來任務對時間同步精度要求達到微秒甚至亞微秒級別，若不納入考量，可能導致定位誤差高達數公里，嚴重影響任務安全與效率。此次NIST的研究，是將相對論時間標準推廣至更遠天體的關鍵一步，為未來深空任務的導航與協調工作提供了可預報的模型。

掌握火星時間的精確規律，有助於地球控制中心與火星基地之間進行高效協調，確保未來漫遊車和載人任務的導航與通訊系統能夠無縫對接。儘管火星上的宇航員相較於地球上的人，每五十年只會「老」快約九秒，但這項技術成就的深遠意義在於，它為人類邁向多行星文明提供了技術基石。