Ο Αϊνστάιν επιβεβαιώνεται ξανά

Ο χρόνος στον Άρη δεν κυλά διαφορετικά μόνο θεωρητικά, αλλά με έναν απόλυτα μετρήσιμο τρόπο που μπορεί να αποβεί καθοριστικός για την επιτυχία ή την αποτυχία μιας διαστημικής αποστολής, δημιουργώντας σοβαρές τεχνικές προκλήσεις για τη NASA και τους μηχανικούς της.

Σύμφωνα με μελέτη των ερευνητών Neil Ashby και Bijunath R. Patla, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό The Astronomical Journal, ένα ρολόι στον Άρη «τρέχει» κατά 477 μικροδευτερόλεπτα την ημέρα πιο γρήγορα σε σύγκριση με ένα αντίστοιχο ρολόι στη Γη. Η απόκλιση αυτή δεν είναι σταθερή, καθώς μεταβάλλεται επιπλέον κατά περίπου 226 μικροδευτερόλεπτα ημερησίως, ανάλογα με τη θέση του Άρη στην τροχιά του γύρω από τον Ήλιο.

Όταν τα μικροδευτερόλεπτα κοστίζουν δισεκατομμύρια

Αν και για τον άνθρωπο αυτή η διαφορά μοιάζει αμελητέα, στη διαστημική πλοήγηση είναι κρίσιμη. Σε ταχύτητα φωτός, μια χρονική απόκλιση μόλις 56 μικροδευτερολέπτων αντιστοιχεί σε απόσταση περίπου 184 γηπέδων ποδοσφαίρου. Ένα τέτοιο σφάλμα αρκεί για να χαθεί εντελώς μια ζώνη προσεδάφισης ή να αποτύχει ο συγχρονισμός με ρομποτικά οχήματα που επιχειρούν ήδη στον πλανήτη, όπως επισημαίνει χαρακτηριστικά το BGR.com.

Το ζήτημα γίνεται ακόμη πιο σύνθετο αν ληφθούν υπόψη τα μελλοντικά σχέδια της NASA. Το πρόγραμμα Artemis φιλοδοξεί να συνδέσει υποδομές στη Γη, τη Σελήνη και τον Άρη. Ωστόσο, τα δεδομένα της μελέτης δείχνουν ότι τα ρολόγια στον Άρη «τρέχουν» κατά 421,5 μικροδευτερόλεπτα την ημέρα πιο γρήγορα από εκείνα στη Σελήνη. Έτσι, τρεις διαφορετικοί κόσμοι με τρεις διαφορετικούς ρυθμούς χρόνου θα πρέπει να λειτουργούν σε απόλυτο συγχρονισμό.

Ο ρόλος των ηλιακών παλιρροιών

Η αιτία αυτών των διαφορών δεν είναι άγνωστη. Η θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν εξηγεί πλήρως ότι η βαρύτητα και η κίνηση παραμορφώνουν τον χωροχρόνο, επηρεάζοντας τον ρυθμό των ρολογιών. Το πρόβλημα, ωστόσο, εντοπίζεται στην απλοποίηση των μοντέλων που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό αυτών των φαινομένων.

Για δεκαετίες, τα πλανητικά συστήματα αντιμετωπίζονταν ως προβλήματα δύο σωμάτων – όπως Γη και Σελήνη ή Γη και Άρης. Στην πραγματικότητα, όμως, η βαρυτική επίδραση του Ήλιου παίζει καθοριστικό ρόλο. Οι λεγόμενες ηλιακές παλίρροιες προκαλούν μικρές αλλά κρίσιμες διαταραχές στις τροχιές πλανητών και δορυφόρων, επηρεάζοντας άμεσα τη ροή του χρόνου.

Όταν οι Ashby και Patla ενσωμάτωσαν αυτές τις ηλιακές επιδράσεις στους υπολογισμούς για το σύστημα Γης–Σελήνης, πέτυχαν ακρίβεια έως και 100 φορές μεγαλύτερη από προηγούμενα μοντέλα. Παρ’ όλα αυτά, στο σύστημα Γης–Άρη εξακολουθούν να υπάρχουν κενά, καθώς οι ηλιακές επιδράσεις στην τροχιά της Γης δεν έχουν ακόμη ενσωματωθεί πλήρως.

Το GPS… σε διαπλανητική κλίμακα

Το φαινόμενο δεν είναι καινούργιο. Οι δορυφόροι GPS γύρω από τη Γη αντιμετωπίζουν ήδη παρόμοιο πρόβλημα, καθώς τα ρολόγια τους «τρέχουν» πιο γρήγορα από εκείνα στην επιφάνεια του πλανήτη λόγω ασθενέστερης βαρυτικής επίδρασης. Αν δεν γίνονταν συνεχείς διορθώσεις, το GPS θα παρουσίαζε σφάλματα χιλιομέτρων μέσα σε λίγες ώρες.

Σε διαπλανητική κλίμακα, όμως, όπου εμπλέκονται πολλαπλά ουράνια σώματα και ηλιακές διαταραχές, η πολυπλοκότητα αυξάνεται εκθετικά.

Η NASA καλείται να διαχειριστεί αυτή την πρόκληση σε αποστολές όπως η Mars Sample Return, που στοχεύει στην επιστροφή δειγμάτων από τον Άρη στη Γη, αλλά και στον μακροπρόθεσμο σχεδιασμό ανθρώπινης παρουσίας στον κόκκινο πλανήτη. Ήδη, ο Λευκός Οίκος έχει ζητήσει την καθιέρωση μιας Συντονισμένης Σεληνιακής Ώρας, αντίστοιχης της Παγκόσμιας Ώρας (UTC), ενώ η νέα μελέτη θέτει τις βάσεις για ένα παρόμοιο σύστημα και για τον Άρη.

Ο χρόνος ως τεχνική πρόκληση

Στη νέα εποχή της διαστημικής εξερεύνησης, όπου κάθε μικροδευτερόλεπτο μπορεί να κρίνει την επιβίωση μιας αποστολής, η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο χρόνος κυλά διαφορετικά σε κάθε ουράνιο σώμα παύει να είναι θεωρητική άσκηση. Μετατρέπεται σε κρίσιμη τεχνική αναγκαιότητα — και σε ακόμη μία επιβεβαίωση ότι ο Αϊνστάιν είχε δίκιο.

Πηγή: cnn.gr