Час на Місяці летить швидше: визначити це допомогла теорія відносності Ейнштейна

Визначення точного часу на Місяці має вирішальне значення для майбутніх досліджень нашого супутника, а також для планованої колонізації Місяця, або щонайменше для стабільної роботи майбутніх баз, де постійно перебуватимуть астронавти. Точний час на Місяці має найважливіше значення для навігації та зв'язку. Автори нового дослідження, опублікованого в Astronomical Journal, використали теорію відносності Ейнштейна, щоб виявити, що на Місяці час летить швидше, ніж на Землі і визначили, наскільки швидше, пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Ще на початку XX століття Альберт Ейнштейн з'ясував, що дві людини не зможуть сказати, скільки триває одна година, якщо вони не рухаються з однаковою швидкістю в одному напрямку. Розбіжність у визначенні часу також зберігається між людиною, яка перебуває на Землі та Місяці.

Одним із важливих результатів теорії відносності Ейнштейна є те, що не існує такого поняття, як абсолютний час. Годинник на поверхні Землі йтиме повільніше, ніж на орбіті, через вплив гравітації. Водночас Місяць постійно рухається відносно будь-якої точки на поверхні Землі через обертання Землі та обертання Місяця навколо нашої планети. З одного боку, це призводить до того, що годинник на Місяці буде йти повільніше, ніж на Землі, але з іншого боку нижча гравітація Місяця, а також гравітаційний вплив Землі призводить до того, що годинник на Місяці буде йти швидше, кажуть фізики.

У результаті саме два ефекти, що конкурують між собою, дали можливість фізикам визначити, наскільки швидше летить час на Місяці. Використовуючи теорію відносності Ейнштейна вчені підтвердили, що система Земля-Місяць перебуває у вільному падінні, тобто рухається під впливом гравітації Сонця. Але при цьому Місяць і Земля обертаються навколо свого спільного центру мас. Використовуючи різні гравітаційні ефекти, обертання Землі й Місяця та їхнє положення на своїх орбітах, науковці з'ясували, що різниця в перебігу часу між Землею і Місяцем існує, хоч і невелика.

Виявилося, що час на Місяці йде швидше на 56 мікросекунд на день, а це 0,000056 секунди. Хоча ця різниця в часі й не суттєва для людини, вона має величезне значення для управління космічними аппретами на Місяці, діяльності майбутньої місячної бази, навігації та зв'язку між Землею і Місяцем.

Сучасна навігація ґрунтується на синхронізації годинників, яка включає координацію з використанням радіохвиль, що поширюються зі швидкістю світла. За словами фізиків, світло проходить відстань у 30 см за 1 наносекунду або 0,001 мікросекунди. Якщо не враховувати різницю в часі, що становить 56 мікросекунд, то це може призвести до помилок у навігації розміром до 17 км на день. Враховуючи, що положення кожного космічного апарату на Місяці потрібно визначати з точністю до 10 метрів у будь-який час, така помилка в розрахунках може призвести до непередбачуваних наслідків.

Фізики кажуть, що точне розуміння перебігу часу на Місяці є однією з основ майбутньої довгострокової присутності людини на супутнику Землі. Хоча ще потрібно створити стандартний місячний час, що спростить як роботу місій на поверхні Місяця, так і управління ними із Землі.

Як уже писав Фокус, Curiosity загляне в гості до марсіанської Шелоб. У NASA розповіли про нове місце на Марсі, дослідженням якого зовсім скоро займеться марсохід Curiosity.

Також Фокус писав про те, що Всесвіт не такий, як ми думаємо, адже нове відкриття вказує на невідому фізику, а може, це щось інше. Астрономи визначили значення швидкості розширення космосу, але це тільки додало нові загадки.