Το χρονικό τρέξιμο στο φεγγάρι

Μια νέα επιστημονική έρευνα αποκάλυψε ότι τα ρολόγια στη Σελήνη τρέχουν 56 μικροδευτερόλεπτα πιο γρήγορα από αυτά στη Γη. Αυτή η ανακάλυψη, βασισμένη στη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, έχει τη δυνατότητα να διαμορφώσει το μέλλον των σεληνιακών αποστολών και της πλοήγησης στο διάστημα.

Σελήνη: Η πρόκληση για ένα πρότυπο χρόνου

Τον Απρίλιο του 2024, ο Λευκός Οίκος κάλεσε τους επιστήμονες να δημιουργήσουν ένα πρότυπο χρόνου για τη Σελήνη, προβλέποντας την αυξημένη διεθνή παρουσία στο φεγγάρι και την ίδρυση ανθρώπινων βάσεων μέσω του προγράμματος Artemis της NASA.

Αντί για το ερώτημα «Τι ώρα είναι;», η βασική επιστημονική ανησυχία είναι «Πόσο γρήγορα περνά ο χρόνος;». Η φυσική ορίζει τη ροή του χρόνου και σύμφωνα με τον Αϊνστάιν, δύο παρατηρητές που κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες ή βρίσκονται σε διαφορετικά βαρυτικά πεδία, δε θα συμφωνούν στο πώς μετράται μια ώρα.

Η επιρροή της βαρύτητας και της κίνησης

Σύμφωνα με τον φυσικό Bijunath Patla από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST), η κίνηση της Σελήνης σε σχέση με τη Γη επιβραδύνει τα ρολόγια στη Σελήνη, ενώ η χαμηλότερη βαρύτητά της τα επιταχύνει. Ο συνδυασμός αυτών των δύο παραγόντων οδηγεί σε μια διαφορά 56 μικροδευτερολέπτων την ημέρα.

Αν και αυτή η διαφορά φαίνεται μικρή, είναι κρίσιμη για την ακρίβεια στην πλοήγηση των αποστολών. Για παράδειγμα, οποιοδήποτε λάθος συγχρονισμού 56 μικροδευτερολέπτων μπορεί να προκαλέσει αποκλίσεις πλοήγησης έως και 17 χιλιόμετρα την ημέρα, γεγονός απαράδεκτο για το πρόγραμμα Artemis, που απαιτεί ακρίβεια εντοπισμού 10 μέτρων.

Η εφαρμογή της θεωρίας της σχετικότητας

Η θεωρία της σχετικότητας υποστηρίζει ότι δεν υπάρχει απόλυτος χρόνος. Τα ρολόγια στη Γη τρέχουν πιο αργά από αυτά σε τροχιά, λόγω της βαρύτητας. Αντίστοιχα, οι διαφορές χρόνου μεταξύ Γης και Σελήνης επηρεάζονται από την κίνηση και τη βαρύτητα.

Οι φυσικοί Neil Ashby και Bijunath Patla υπολόγισαν τις επιπτώσεις αυτών των φαινομένων με μεγαλύτερη ακρίβεια από προηγούμενες αναλύσεις, χρησιμοποιώντας το σύστημα Γης-Σελήνης σε «ελεύθερη πτώση» υπό την επίδραση της βαρύτητας του Ήλιου.

Επιστήμονες και μηχανικοί συμφωνούν ότι η δημιουργία ενός πρότυπου χρόνου για τη Σελήνη είναι απαραίτητη για την ασφάλεια της πλοήγησης. Καθώς η Σελήνη θα φιλοξενεί περισσότερους ανθρώπους και ρομπότ στο μέλλον, η ανάγκη για ακριβή συγχρονισμό θα αυξηθεί.

Αν και οι τεχνολογίες αυτές δε θα εφαρμοστούν άμεσα, τα πρώτα βήματα για τη διαμόρφωση ενός σεληνιακού συστήματος χρόνου έχουν ήδη πραγματοποιηθεί, προετοιμάζοντας το έδαφος για ένα νέο κεφάλαιο στην εξερεύνηση του διαστήματος.

Βίντεο