Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nden (NIST) iki fizikçinin yaptığı araştırma, Mars'taki saatlerin Dünya'dakilere kıyasla günde ortalama 477 milyonda bir saniye (yani 477 mikrosaniye) daha hızlı attığını ortaya koyuyor.
Bu fark küçük görünse de, Dünya, Ay ve Mars'taki zamanın anlık hassasiyetle koordine edilmesi gereken durumlarda kritik önem taşıyabilir.
Einstein'ın genel görelilik teorisi, zamanın kütleden etkilendiğini ve bunun 'kütleçekimsel zaman genişlemesi' olarak bilinen duruma yol açtığını gösteriyor. Dışarıdan bir gözlemciye göre, nispeten güçlü bir kütleçekim alanından etkilenen saatler, kendi bileğindeki saatinkinden daha yavaş atacaktır.
Benzer şekilde, daha zayıf bir kütleçekim alanındaki her saniyenin uzunluğu, daha fazla yerçekimi deneyimleyen gözlemciler tarafından sayılan saniyelerden daha kısadır.
Örneğin, GPS uydularındaki atom saatleri, Dünya yüzeyindeki saatlere göre daha hızlı çalışır. Bunun nedeni, orta Dünya yörüngesindeki yerçekimindeki çok küçük değişim ve hızlanmalarının zaman genişlemesi üzerindeki etkisinin, günde net 38 mikrosaniyelik bir fark yaratmasıdır.
Şimdi ise NIST bilim insanları, Mars için hassas bir zaman tutma sistemi geliştirdi.
Bu fizikçiler daha önce Ay için, Dünya'daki küresel zaman standardı olan Eşgüdümlü Evrensel Zaman'a (UTC) benzer bir zaman tutma standardı oluşturmuşlardı. Astronomlar ve Derin Uzay Ağı tarafından kullanılan UTC, günde yaklaşık 100 pikosaniye hassasiyetindedir; bir pikosaniye ise saniyenin trilyonda biridir.
Ay yüzeyinde, kütlesi ve Güneş, Dünya ve Ay arasındaki kütleçekimsel etkileşim gibi ana faktörlere dayanarak zaman, Dünya'dakinden 56 mikrosaniye daha hızlı akar.
Ancak bir fizikçi, Mars için zamanı ölçmenin Ay'dan daha zorlu olduğunu belirtiyor: "Üç cisim problemi son derece karmaşıktır. Şimdi dört cisimle uğraşıyoruz: Güneş, Dünya, Ay ve Mars."
Mars'ın yüzey yerçekimi, kütlesinin Dünya'nın yaklaşık onda biri olması nedeniyle Dünya'nın yüzey yerçekiminden çok daha zayıftır. Mars görevlerinden elde edilen verileri kullanan bilim insanları, Mars'ın yüzey yerçekiminin Dünya'nınkinin beş katı daha zayıf olduğunu tahmin ediyor.
Ayrıca, Mars Güneş'ten yaklaşık 1.5 astronomik birim (AU) uzakta bulunur; Dünya-Güneş mesafesi ise 1 AU'dur. Kütleçekiminin mesafeyle ters kare yasası gereği azalmasıyla, Mars Güneş'ten daha zayıf bir kütleçekim potansiyeline maruz kalır.
Bu durum, Dünya'nınkinden çok daha eksantrik bir yörüngeye sahip olan Mars'ın, kütleçekim potansiyelindeki daha büyük dalgalanmalara maruz kalmasıyla daha da karmaşık hale geliyor.
Bu nedenle, Mars saatleri ortalama olarak Dünya'dakinden 477 mikrosaniye daha hızlı akarken, bu fark Mars yılı boyunca günde 266 mikrosaniye azalıp artıyor.
Mars yılı da Dünya yılından çok daha uzundur, çünkü Mars'ın Güneş etrafındaki bir turunu tamamlaması 687 gün sürer. Günü de daha uzundur; çünkü kızıl gezegenin ekseni etrafında tam bir tur atması, Dünya'ya kıyasla fazladan 40 dakika gerektirir.
Bu hassas, ölçeklenebilir zamansal çerçevelerin elde edilmesi, Mars'ta insanlı bir iniş de dahil olmak üzere gelecekteki operasyonlar için zorunludur.
Bilim insanları, Mars yüzeyinin keşif araçlarının izleriyle kaplanması on yıllar alacak olsa da, diğer gezegen ve uydularda navigasyon sistemleri kurma konusundaki sorunları şimdiden incelemenin faydalı olduğunu belirtiyor.
Bu arada, hem ticari kuruluşlar hem de ulusal uzay programları tarafından planlanan Ay görevleri için iletişimi, konumu ve navigasyonu desteklemek amacıyla Dünya dışı zaman tutma hayati önem taşıyacaktır.
Bu nedenle, Dünya-Ay ortamının ötesinde ölçeklenebilir zaman tutma altyapısı oluşturmak ve "otonom gezegenler arası zaman senkronizasyonu" için bir çerçeve geliştirmek önemli bir hedeftir. Bu araştırma, uzay keşfi için hayati bir adım olarak görülüyor.
Araştırmacılar, Ay ve Mars için doğru zamanın geldiğini ve bunun, bilim kurgu vizyonunun Güneş Sistemi'ne yayılmasının en yakın gerçeği olduğunu vurguluyor.
Bu araştırma, The Astronomical Journal'da yayımlanmıştır.
