Waarom gaat de tijd op Mars sneller dan op Aarde?

(Dan Tri) - Klokken op Mars lopen elke dag 477 microseconden sneller door de invloed van relativiteit. Deze kleine afwijking kan grote gevolgen hebben voor toekomstige navigatie- en communicatiesystemen.

Belangrijke ontdekking

Wetenschappers van het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) hebben zojuist een opmerkelijke ontdekking bekendgemaakt: de tijd op Mars verloopt gemiddeld 477 microseconden per dag sneller dan op aarde.

Deze discrepantie, hoewel erg klein, wordt verklaard aan de hand van de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein en heeft belangrijke gevolgen voor toekomstige interplanetaire navigatie- en communicatiesystemen.

De algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein maakt het berekenen van de interplanetaire tijd ingewikkelder (Foto: Getty).

Volgens het onderzoeksteam is de belangrijkste reden voor dit verschil dat de zwaartekracht op Mars ongeveer vijf keer zwakker is dan op aarde.

De zwakkere zwaartekracht vermindert de gravitationele tijdsvertraging, waardoor klokken op Mars sneller lopen. Bovendien heeft de elliptische baan van Mars rond de zon een grotere excentriciteit dan die van de aarde.

Naarmate Mars dichter bij de zon komt, neemt zijn snelheid toe, waardoor de snelheid van de tijdsdilatatie verandert. Omgekeerd, naarmate Mars verder weg komt, neemt zijn snelheid af en verandert de relatieve invloed. Deze constante fluctuatie zorgt ervoor dat de tijd op Mars niet constant is, maar verandert met de positie in de baan.

Het probleem wordt nog ingewikkelder als we rekening houden met de gelijktijdige effecten van de zwaartekrachten van de Zon, Aarde en Maan op de tijd op Mars.

Het analyseren van de interacties tussen deze vier hemellichamen (zon, aarde, maan en Mars) is een grote uitdaging, die veel verder gaat dan het klassieke drielichamenprobleem.

De combinatie van deze factoren resulteert in een gemiddeld verschil van 477 microseconden per dag, met een mogelijke variatie van maximaal 226 microseconden, afhankelijk van de positie van Mars in zijn baan.

Implicaties voor de interplanetaire toekomst

Voor toekomstige bewoners van Mars zou een seconde nog steeds normaal zijn, omdat alle klokken op de planeet onderhevig zijn aan dezelfde zwaartekracht- en snelheidseffecten.

Voor een waarnemer op aarde zal een seconde op Mars echter een fractie van een seconde sneller voorbijgaan dan de seconde die door een klok op aarde wordt gemeten. Dit is een duidelijke demonstratie van het tijdsverschil tussen twee referentiekaders die onderhevig zijn aan verschillende zwaartekracht- en snelheidseffecten.

Naarmate de mensheid dichter bij het doel komt om zich buiten de aarde te vestigen, wordt een nauwkeurige timing steeds belangrijker (Foto: Ruimte).

Deze timingfout is weliswaar klein, maar kan grote problemen opleveren voor de uiterst precieze navigatie- en communicatiesystemen die de mens op Mars wil ontwikkelen.

GPS-achtige systemen op aarde vereisen bijvoorbeeld tijdsynchronisatie tot een fractie van een microseconde. Zonder rekening te houden met het tijdsverschil tussen de twee planeten, kunnen positioneringssignalen niet goed op elkaar aansluiten, wat leidt tot grote fouten in de navigatie of gegevensoverdracht.

Bovendien moet bij tijdsynchronisatie ook rekening worden gehouden met de transmissietijd van het lichtsignaal tussen de twee planeten, om te garanderen dat het systeem stabiel en nauwkeurig functioneert.

Dit onderzoek levert een belangrijke bijdrage aan het begrip van hoe de algemene relativiteitstheorie werkt in een omgeving met meerdere planeten. Dit is essentieel naarmate de mensheid dichter bij haar doelen komt: bewoning, het bouwen van infrastructuur of het opzetten van communicatienetwerken buiten de aarde.

Het team benadrukt dat dit een ideaal moment is om deze kwesties te bestuderen, aangezien de missies naar de Maan en Mars snel vorderen.

Een nauwkeurig begrip van tijd is een belangrijke basis voor de visie op de uitbreiding van menselijke activiteit in het zonnestelsel.

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