问地球上的任何人当前时间是多少,他们很快就会告诉你。在全球范围内,高度准确的时钟有助于维持测量时间的共同标准。然而,火星则是另一回事。由于两个行星之间的条件不同,火星上的时钟无法与地球上的时钟保持相同的速度。科学家们现在已经详细检查了这种差异,比较了火星上的时间流逝与地球上的时间流逝。
火星的时钟滴答得快了一点,科学家们终于知道了多少美国国家标准与技术研究所的一个物理学家小组开始回答一个看似简单的问题:火星上现在是什么时间?他们的发现详细介绍在《天文学杂志》上题为《火星时间与月球和地球时钟的比较研究》的论文中,提供了火星、地球和月球上时钟的精确比较。作者尼尔·阿什比(Neil Ashby)和比朱纳特·帕特拉(Bijunath Patla)计算出,火星上的时钟平均每天比地球上的时钟快477微秒。
研究人员还发现,这种差异在火星一年中每天变化226微秒,部分原因是火星遵循更偏芯的轨道,而且其与太阳的距离也发生了变化。研究还发现,火星-地球和火星-月球时钟频率偏差之间的差异约为每天56微秒。事实证明,火星的建模要困难得多,部分原因是它的表面重力比地球弱大约五倍,部分原因是它更长的一年为687天,与太阳的距离波动更大。
这些综合因素使计算远远超出了简单的二身问题,进入了更混乱的领域。美国宇航局还公布了阿耳忒弥斯二号令人难以置信的地球照片,并将其与1972年阿波罗17号进行了比较“有一件事没有改变”这种精确度不仅仅是一项学术练习。
准确的计时对于现代电信、导航和其他技术已经很重要,未来地球和火星之间的任务将面临更严格的计时挑战。地球和火星之间的信息目前需要4到24分钟才能到达,具体取决于这两颗行星在其轨道上的位置,因此任何未来为同步世界之间通信而建造的系统都需要从第一天起就建立这些时间差异。按照不同的时钟生活也带来了自己的挑战除了相对论物理学之外,火星还提出了一个更日常的计时问题。
火星日(称为太阳)持续约24小时39分35秒,比地球日长约39.5分钟。《天文学和空间科学前沿》上的一篇单独评论探讨了这种微小差异如何影响人类昼夜节律。评论指出,在美国宇航局的凤凰号火星着陆器任务期间,工作人员按照火星日计划工作了78天,并使用了额外的人工照明作为应对措施。睡眠-觉醒周期与火星日同步的人的平均每日睡眠时间约为5.98小时,而那些睡眠-觉醒周期不同步的人的平均每日睡眠时间约为4.91小时。
综合而言,这两项研究为未来火星探索者将面临的问题提供了更好的视角。除了食物和住所之外,它还需要对航天器系统和居住在火星的人类进行时间重新校准。正如帕特拉所说,了解火星上的时间如何运作意味着距离实现居住在太阳系其他行星上的梦想又近了一步。