Phát hiện quan trọng
Các nhà khoa học tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ (NIST) vừa công bố một phát hiện đáng chú ý: thời gian trên Sao Hỏa trôi nhanh hơn trung bình 477 micro giây mỗi ngày so với Trái Đất.
Sự chênh lệch này, dù rất nhỏ, được giải thích dựa trên các hiệu ứng của Thuyết tương đối rộng của Albert Einstein và có ý nghĩa then chốt đối với các hệ thống định vị và truyền thông liên hành tinh trong tương lai.
Thuyết tương đối rộng của Albert Einstein khiến việc tính toán thời gian liên hành tinh trở nên phức tạp (Ảnh: Getty).
Theo nhóm nghiên cứu, nguyên nhân chính dẫn đến sự khác biệt này là do trọng lực trên Sao Hỏa yếu hơn Trái Đất khoảng 5 lần.
Trọng lực yếu hơn làm giảm mức giãn nở thời gian hấp dẫn, khiến đồng hồ trên Sao Hỏa chạy nhanh hơn. Ngoài ra, quỹ đạo hình elip của Sao Hỏa quanh Mặt Trời có độ lệch tâm lớn hơn Trái Đất.
Khi Sao Hỏa tiến gần Mặt Trời, vận tốc của nó tăng lên, làm thay đổi mức giãn nở thời gian do vận tốc. Ngược lại, khi ở xa hơn, vận tốc giảm và ảnh hưởng tương đối cũng thay đổi. Sự dao động liên tục này khiến tốc độ trôi của thời gian trên Sao Hỏa không cố định mà thay đổi theo vị trí trên quỹ đạo.
Bài toán còn phức tạp hơn khi tính đến tác động đồng thời của lực hấp dẫn từ Mặt Trời, Trái Đất và Mặt Trăng lên thời gian trên Sao Hỏa.
Việc phân tích tương tác giữa bốn vật thể này (Mặt Trời, Trái Đất, Mặt Trăng và Sao Hỏa) là một thách thức lớn, vượt xa bài toán ba vật thể cổ điển.
Tổng hợp các yếu tố này dẫn đến mức chênh lệch trung bình 477 micro giây mỗi ngày, với biên độ dao động có thể lên tới 226 micro giây tùy thuộc vào vị trí của Sao Hỏa trên quỹ đạo.
Hệ quả cho tương lai liên hành tinh
Đối với những người sinh sống trên Sao Hỏa trong tương lai, một giây vẫn trôi qua như bình thường vì mọi đồng hồ trên hành tinh đều chịu chung tác động hấp dẫn và vận tốc.
Tuy nhiên, với người quan sát trên Trái Đất, một giây trên Sao Hỏa sẽ trôi nhanh hơn một phần nhỏ so với giây đo bằng đồng hồ trên Trái Đất. Đây là minh chứng rõ ràng cho sự khác biệt thời gian giữa hai hệ quy chiếu chịu tác động hấp dẫn và vận tốc khác nhau.
Khi nhân loại tiến gần hơn đến mục tiêu định cư ngoài Trái Đất, việc tính toán chính xác thời gian sẽ trở nên vô cùng quan trọng (Ảnh: Space).
Sự sai lệch thời gian này, dù nhỏ, có thể gây ra những rắc rối lớn cho các hệ thống định vị và truyền thông chính xác cao mà con người dự định phát triển trên Sao Hỏa.
Ví dụ, các hệ thống tương tự GPS trên Trái Đất yêu cầu đồng bộ thời gian tới từng phần nhỏ của micro giây. Nếu không tính đến sự chênh lệch thời gian giữa hai hành tinh, các tín hiệu định vị có thể bị lệch, dẫn đến sai số lớn trong hoạt động dẫn đường hay truyền dữ liệu.
Ngoài ra, việc đồng bộ thời gian cũng cần xét tới thời gian truyền tín hiệu ánh sáng giữa hai hành tinh để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và chính xác.
Nghiên cứu này bổ sung một lớp hiểu biết quan trọng về cách Thuyết tương đối rộng hoạt động trong môi trường đa hành tinh, điều cần thiết khi nhân loại tiến gần hơn đến các mục tiêu sinh sống, xây dựng hạ tầng hoặc thiết lập mạng lưới liên lạc ngoài Trái Đất.
Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh rằng đây là thời điểm lý tưởng để nghiên cứu những vấn đề này, khi các sứ mệnh Mặt Trăng và Sao Hỏa đang tiến triển nhanh chóng.
Sự hiểu biết chính xác về thời gian sẽ là nền tảng quan trọng cho viễn cảnh mở rộng hoạt động của con người trong toàn bộ Hệ Mặt Trời.
