火星上的平均時間每天比地球上快 4.77 億秒。由於阿爾伯特·愛因斯坦廣義相對論的影響,科學家表示這將對未來可能跨越內太陽系的導航和通信網絡產生影響。
來自美國國家標準技術研究院 (NIST) 的 Neil Ashby 和 Bijunath Patla。計算之間的時間差 火星 和 單詞 考慮到實力 重力 在火星上(比地球弱五倍),這顆紅色行星繞地球軌道的速度和偏心率 太陽而且引力的影響不僅僅來自太陽。還有火星最近的鄰居地球和我們自己的鄰居。 月亮–
愛因斯坦的 廣義相對論 解釋時鐘如何走得更快或更慢。這取決於參考系中的參考系。它由速度場和重力場控制。我們稱之為效果的時間放大。同樣的現像也可能導致 夫妻衝突雙胞胎中的一個乘坐一艘以接近光速行駛的火箭飛船進入太空。與此同時,另一個雙胞胎留在地球上的家裡。當這對雙胞胎宇航員回家時,他們比仍在地球上的雙胞胎還要年輕。因為當你接近光速時,時鐘就會滴答作響。同樣,當時間越接近 a 時,時間流逝得越慢。 黑洞 因為引力場比地球上強得多。
這是因為火星比地球離太陽更遠。因此,它以較慢的速度繞太陽運行。這會自動導致火星上的時鐘走得比地球上慢。然而,由於火星圍繞太陽的軌道更加偏心,(它比地球稍微更橢圓。)這意味著火星在靠近太陽時會在其軌道上稍微加速。而且離太陽越遠,它的速度就越慢。同樣,火星與太陽引力場和地月系統的距離在火星年也會發生變化。總之,這導致火星上的時鐘比地球上的運行速度快得多。對於火星上的宇航員來說,一秒鐘似乎持續了一秒鐘。但從地球上的觀測者看來,火星上的那一秒似乎比地球上觀測者用時鐘測量的秒數稍快一些。雖然火星和地球上的時鐘之間的平均差異為每天 477 微秒,但它可以增加或減少多達 226 微秒,具體取決於火星在其軌道上相對於地球和月球的位置。
雖然火星和地球之間的時間膨脹遠沒有相對論航天器或黑洞那麼劇烈, 事件視界這足以破壞我們未來可能在火星周圍組裝的導航和通信網絡。例如,5G 需要精確到十分之一微秒以內。了解這種差異將使地球和火星上的網絡能夠同步。 (允許光在行星之間傳播),確保兩者之間更有效地傳輸信息。
“火星表面可能需要幾十年的時間才能佈滿流浪的足跡。 漫遊者但現在研究在其他行星和衛星上創建導航系統所涉及的問題是有用的,”阿什比說。“就像當前的全球導航系統(例如 GPS)一樣,這些系統依賴於精確的時鐘。時鐘頻率的影響可以藉助愛因斯坦的廣義相對論來分析。 ”
阿什比和帕特拉之前計算過月球與地球上的時間差異。研究發現,月球上的時鐘比地球上的時鐘快 56 微秒。
“現在正是登陸月球和火星的時候,”帕特拉說。 “這是我們最接近實現我們在整個地球上擴張的科幻願景的一次。” 太陽系–
他們的結果於 12 月 1 日發表在 天文雜誌–










