NIST:n laskelmien mukaan Marsissa kellot viivästyvät satoja mikrosekunteja päivässä, ja tämä ero on jopa epävakaa: planeetan epäkeskinen kiertorata voi vääristää lukemia lähes kahdella kolmasosalla. Se, mikä näyttää tekniseltä yksityiskohdalta, on itse asiassa kriittinen ongelma kaikille planeettojen välisen navigoinnin tai synkronoinnin yrityksille.
Sisällysluettelo
Yksi suurimmista ja ehkä epämiellyttävimmistä totuuksista avaruuden tutkimuksessa on, että heti kun poistut maapallolta, kaikki intuitiiviset käsitykset, joita pidämme itsestään selvinä, alkavat romahtaa. Yksi niistä – ehkä kaikkein petollisin – on ajatus siitä, että aika kulkee samassa nopeudessa koko maailmankaikkeudessa. Sekunti on sekunti, eikö niin? Ei. Ja National Institute of Standards and Technology (NIST) -instituutin uudet tutkimukset ovat juuri todistaneet tämän niin tarkasti, että voimme ensimmäistä kertaa tietää tarkasti, kuinka paljon Marsin aika on epäsynkronisoitunut maan ajan kanssa.
The Astronomical Journal -lehdessä julkaistu tutkimus olettaa, että atomikellot Marsin pinnalla toimivat 477 mikrosekuntia nopeammin kuin maapallolla. Niille, joiden päivät koostuvat kokouksista, kahvitauoista ja aamun herätyskelloista, tämä ero on merkityksetön; mutta niille, jotka yrittävät suunnistaa, synkronoida viestintää tai koordinoida liikennevälineiden toimintaa kahdella eri planeetalla, se on todellinen katastrofi.
Mars ei vain nopeuta aikaa, vaan myös vääristää sitä.
NIST:n tutkijaryhmä on havainnut, että 477 mikrosekunnin arvo ei ole kiinteä. Muutokset Marsin kiertoradassa, joka on paljon eksentrisempi kuin Maan kiertorata, voivat muuttaa tätä eroa vielä 226 mikrosekunnilla joka päivä. Tämä ei ole laskuvirhe: se on luonnollinen seuraus järjestelmästä, joka noudattaa yleistä suhteellisuusteoriaa.
”Kyseessä on neljä taivaankappaletta: Aurinko, Maa, Kuu ja Mars”, selitti tutkija Bijunath Patla. Hän kutsui tätä ”neljän kappaleen ongelmaksi”, mikä on monimutkainen tapa sanoa: dynaaminen, jatkuvasti muuttuva palapeli, jota ei voi yksinkertaistaa käytännössä menettämättä tarkkuutta.
Tuloksena saamme planeetan, jossa aika ei vain kulje nopeammin, vaan myös kiihtyy ja hidastuu hieman riippuen sijainnista kiertoradalla. Tämä aiheuttaa vakavan ongelman tulevaisuuden marsilaiselle navigointiverkolle – maapallon GPS:n vastineelle.
Pieni ero, joka vuosien mittaan muuttuu valtavaksi.
Laskelmien mukaan ihminen, joka on asunut Marsissa viisikymmentä vuotta, palaa Maahan noin yhdeksän sekuntia nopeammin kuin ihminen, joka ei ole poistunut planeetalta. Kyllä, tämä on symbolinen luku, mutta se osoittaa selvästi, kuinka painovoima, kiertoradan nopeus ja sijainti aurinkokunnassa vaikuttavat ajan kulkuun.
Se, mitä tänään mitataan mikrosekunteina, huomenna kääntää päälaelleen kaikki yritykset synkronoida satelliitteja, droneja, maastoajoneuvoja tai viestintäjärjestelmiä kahden miljoonien kilometrien päässä toisistaan olevan maailman välillä.
Yleinen suhteellisuusteoria muistuttaa meitä jälleen kerran, että terve järki ei ole ratkaiseva tekijä.
Lopulta kaikki johtuu Einsteinista. Mitä voimakkaampi painovoima, sitä hitaammin aika kuluu. Mitä suurempi kiertoradan nopeus, sitä hitaammin muutokset tapahtuvat. Mars, jonka painovoima on viisi kertaa heikompi ja kiertorata erilainen, on yksinkertaisesti oma ainutlaatuinen aikavauhtinsa.
Saadakseen nämä tiedot tutkijat asettivat Marsin pinnalle vertailupisteen, joka vastaa Maan ”merenpintaa”. Sitten he integroivat tiedot paikallisesta painovoimasta, kiertoradan nopeudesta, kiertoradan eksentrisyydestä ja läheisten kappaleiden aiheuttamista häiriöistä. Tuloksena syntyi tarkin Marsin säämallinnus, joka on koskaan kehitetty.
Varoitus tulevaa planeettojenvälistä infrastruktuuria varten
Ashby ilmaisi asian hienovaraisesti: jos maapallon teknologiat, kuten 5G-verkot, vaativat mikrosekunnin tarkkuutta, olisi hullua kuvitella Marsin navigointijärjestelmää, joka ei ottaisi huomioon kyseisen ajan erityispiirteitä. ”Voi kestää vuosikymmeniä, ennen kuin Marsin pinta peittyy marsroverien jäljillä”, hän sanoi, ”mutta nyt on järkevää tutkia näitä ongelmia”.
Koska kyse ei ole vain siitä, että tiedetään, millainen sää Marsissa on. Kyse on siitä, että annetaan kahden maailman olla vuorovaikutuksessa menettämättä yhteyttä toisiinsa.
Tässä mielessä tämä tutkimus on ensimmäinen askel. Se on väite siitä, että jos todella haluamme tutkia Marsia – astronauttien, tukikohtien, satelliittiverkkojen tai pysyvien siirtokuntien avulla – meidän on ymmärrettävä paitsi sen geologia ja ilmasto myös sen aika. Sen ainutlaatuinen ajan kuluminen.
Ja kuten Patla totesi: ”Kukaan ei tiennyt tätä aiemmin. On hyvä, että vihdoin on saatu selville, mitä Marsissa tapahtuu ajan suhteen.” Se voi tuntua yllättävältä, mutta emme voi olla kysymättä, millä muilla planeetoilla kellot toimivat eri tavalla kuin meillä.
