Warum vergeht die Zeit auf dem Mars schneller als auf der Erde?

(Dan Tri) – Uhren auf dem Mars gehen aufgrund der Relativitätstheorie täglich 477 Mikrosekunden schneller. Diese geringe Abweichung könnte erhebliche Auswirkungen auf zukünftige Navigations- und Kommunikationssysteme haben.

Wichtige Entdeckung

Wissenschaftler des US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST) haben soeben eine bemerkenswerte Entdeckung bekannt gegeben: Die Zeit auf dem Mars vergeht durchschnittlich 477 Mikrosekunden pro Tag schneller als auf der Erde.

Diese Diskrepanz, so gering sie auch sein mag, lässt sich durch die Effekte der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein erklären und hat wichtige Auswirkungen auf zukünftige interplanetare Navigations- und Kommunikationssysteme.

Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie erschwert die Berechnung der interplanetaren Zeit (Foto: Getty).

Laut dem Forschungsteam liegt der Hauptgrund für diesen Unterschied darin, dass die Schwerkraft auf dem Mars etwa fünfmal schwächer ist als auf der Erde.

Die geringere Schwerkraft verringert die gravitative Zeitdilatation, wodurch Uhren auf dem Mars schneller gehen. Zudem weist die elliptische Umlaufbahn des Mars um die Sonne eine größere Exzentrizität auf als die der Erde.

Wenn sich der Mars der Sonne nähert, erhöht sich seine Geschwindigkeit, wodurch sich die Geschwindigkeits-Zeitdilatation ändert. Umgekehrt verringert sich seine Geschwindigkeit mit zunehmender Entfernung von der Sonne, und der relative Einfluss ändert sich. Diese ständige Schwankung bewirkt, dass die Zeit auf dem Mars nicht konstant ist, sondern sich mit der Position auf seiner Umlaufbahn ändert.

Das Problem wird noch komplizierter, wenn man die gleichzeitigen Auswirkungen der Gravitationskräfte von Sonne, Erde und Mond auf die Zeit auf dem Mars berücksichtigt.

Die Analyse der Wechselwirkungen zwischen diesen vier Himmelskörpern (Sonne, Erde, Mond und Mars) stellt eine große Herausforderung dar, die weit über das klassische Dreikörperproblem hinausgeht.

Die Kombination dieser Faktoren führt zu einer durchschnittlichen Differenz von 477 Mikrosekunden pro Tag, wobei je nach Position des Mars in seiner Umlaufbahn eine Variation von bis zu 226 Mikrosekunden möglich ist.

Auswirkungen auf die interplanetare Zukunft

Für zukünftige Bewohner des Mars würde eine Sekunde weiterhin normal vergehen, da alle Uhren auf dem Planeten den gleichen Gravitations- und Geschwindigkeitseffekten unterliegen.

Für einen Beobachter auf der Erde vergeht eine Sekunde auf dem Mars jedoch einen Bruchteil einer Sekunde schneller als die Sekunde, die eine Uhr auf der Erde misst. Dies verdeutlicht den Zeitunterschied zwischen zwei Bezugssystemen, die unterschiedlichen Gravitations- und Geschwindigkeitseffekten unterliegen.

Je näher die Menschheit ihrem Ziel kommt, sich jenseits der Erde anzusiedeln, desto wichtiger wird ein präziser Zeitpunkt (Foto: Weltraum).

Dieser Zeitmessfehler ist zwar gering, könnte aber erhebliche Probleme für die hochpräzisen Navigations- und Kommunikationssysteme verursachen, die die Menschheit auf dem Mars entwickeln will.

Beispielsweise benötigen GPS-ähnliche Systeme auf der Erde eine Zeitsynchronisation bis auf Bruchteile einer Mikrosekunde genau. Ohne Berücksichtigung der Zeitdifferenz zwischen den beiden Planeten können Positionssignale fehlerhaft ausgerichtet werden, was zu großen Fehlern bei der Navigation oder Datenübertragung führt.

Darüber hinaus muss bei der Zeitsynchronisation auch die Lichtsignalübertragungszeit zwischen den beiden Planeten berücksichtigt werden, um einen stabilen und genauen Betrieb des Systems zu gewährleisten.

Diese Forschung trägt wesentlich zum Verständnis bei, wie die Allgemeine Relativitätstheorie in einem Multiplaneten-System funktioniert. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da die Menschheit ihren Zielen der Besiedlung, des Aufbaus von Infrastruktur oder der Einrichtung von Kommunikationsnetzen jenseits der Erde immer näher kommt.

Das Team betont, dass dies ein idealer Zeitpunkt sei, um diese Fragen zu untersuchen, da die Mond- und Marsmissionen rasch voranschreiten.

Ein genaues Verständnis von Zeit wird eine wichtige Grundlage für die Vision der Ausweitung menschlicher Aktivitäten im gesamten Sonnensystem sein.

Quelle: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/vi-sao-thoi-gian-tren-sao-hoa-troi-nhanh-hon-trai-dat-20251203094951824.htm