Το φαινόμενο έχει επιπτώσεις στις τεχνολογίες GPS και επικοινωνίας στο ηλιακό σύστημα.
Ο χρόνος περνά κατά μέσο όρο 477 εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου γρηγορότερα την ημέρα στον Άρη από ό,τι στη Γη και οι επιστήμονες λένε ότι αυτό θα έχει συνέπειες για μελλοντικά δίκτυα πλοήγησης και επικοινωνίας στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα.
Ο Νιλ Άσμπι και ο Μπιτζινάθ Πάτλα από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας των ΗΠΑ (NIST) υπολόγισαν τη χρονική διαφορά μεταξύ Άρη και Γης λαμβάνοντας υπόψη τη βαρύτητα του Άρη η οποία είναι πέντε φορές ασθενέστερη από της Γης, την ταχύτητα και την εκκεντρότητα της τροχιάς του Κόκκινου Πλανήτη γύρω από τον Ήλιο και τη βαρυτική επίδραση όχι μόνο του Ήλιου αλλά και των γειτονικών στη Γη σωμάτων, της Γης και της Σελήνης.
«Η απόσταση του Άρη από τον Ήλιο και η εκκεντρική τροχιά του κάνουν τις διακυμάνσεις του χρόνου μεγαλύτερες,. Το πρόβλημα τριών σωμάτων είναι εξαιρετικά περίπλοκο. Τώρα ασχολούμαστε με τέσσερα: τον Ήλιο, τη Γη, τη Σελήνη και τον Άρη. Η δουλειά ήταν πιο απαιτητική από ό,τι νόμιζα στην αρχή» λέει ο Πάτλα.
Το φαινόμενο
Η θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν περιγράφει πώς τα ρολόγια μπορούν να φαίνονται να τρέχουν πιο γρήγορα ή πιο αργά ανάλογα με το πλαίσιο αναφοράς που βρίσκονται το οποίο καθορίζεται από την ταχύτητα και το βαρυτικό πεδίο.
Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται διαστολή του χρόνου και είναι το ίδιο που δημιουργεί το παράδοξο των διδύμων, στο οποίο ο ένας δίδυμος ταξιδεύει στο διάστημα με σχεδόν την ταχύτητα του φωτός ενώ ο άλλος μένει στη Γη. Όταν ο αστροναύτης επιστρέψει είναι νεότερος από το δίδυμο αδερφό του που έμεινε στη Γη. Παρομοίως, ο χρόνος περνά πιο αργά κοντά σε μια μαύρη τρύπα επειδή το βαρυτικό της πεδίο είναι πολύ ισχυρότερο από της Γης.
Επειδή ο Άρης βρίσκεται πιο μακριά από τον Ήλιο σε σχέση με τη Γη περιφέρεται γύρω από αυτόν πιο αργά κάτι που από μόνο του κάνει τα ρολόγια να τρέχουν πιο αργά στον Άρη σε σχέση με τη Γη. Ωστόσο η πιο ελλειπτική τροχιά του Άρη σημαίνει ότι το πλανητικό ρολόι επιταχύνει όταν ο Άρης πλησιάζει ελαφρώς τον Ήλιο και επιβραδύνει όταν απομακρύνεται. Επιπλέον η απόστασή του από τα βαρυτικά πεδία του Ήλιου και του συστήματος Γης Σελήνης αλλάζει κατά τη διάρκεια του αρειανού έτους.
Αυτοί οι παράγοντες μαζί καθορίζουν πόσο πιο γρήγορα ή πιο αργά περνά ο χρόνος στον Άρη σε σχέση με τη Γη. Για έναν αστροναύτη στον Άρη ένα δευτερόλεπτο θα εξακολουθεί να φαίνεται σαν ένα δευτερόλεπτο αλλά για έναν παρατηρητή στη Γη αυτό το δευτερόλεπτο θα φαίνεται να περνά ελαφρώς πιο γρήγορα από το αντίστοιχο στη Γη. Αν και η μέση διαφορά είναι 477 μικροδευτερόλεπτα την ημέρα μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί έως και κατά 226 μικροδευτερόλεπτα ανάλογα με τη θέση του Άρη στην τροχιά του σε σχέση με τη Γη και τη Σελήνη.
Τα δίκτυα
Παρόλο που η διαστολή του χρόνου μεταξύ Άρη και Γης δεν είναι τόσο δραματική όσο σε ένα διαστημόπλοιο σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός ή στο όριο μιας μαύρης τρύπας είναι αρκετή για να προκαλέσει προβλήματα στα μελλοντικά δίκτυα πλοήγησης και επικοινωνίας που μπορεί να εγκατασταθούν γύρω από τον Άρη.
Για παράδειγμα το δίκτυο 5G χρειάζεται ακρίβεια της τάξης του ενός δέκατου του μικροδευτερολέπτου. Η γνώση της διαφοράς θα επιτρέψει τον συγχρονισμό των δικτύων Γης και Άρη λαμβάνοντας υπόψη τον χρόνο που χρειάζεται το φως για να ταξιδέψει μεταξύ των δύο πλανητών, εξασφαλίζοντας αποτελεσματικότερη μετάδοση των πληροφοριών.
«Μπορεί να χρειαστούν δεκαετίες μέχρι η επιφάνεια του Άρη να γεμίσει με ίχνη περιπλανώμενων ρόβερ αλλά είναι χρήσιμο να μελετήσουμε από τώρα τα ζητήματα που αφορούν την εγκαθίδρυση συστημάτων πλοήγησης σε άλλους πλανήτες και δορυφόρους πλανητών» λέει ο Άσμπι. Όπως και τα σημερινά παγκόσμια συστήματα πλοήγησης (π.χ. GPS) αυτά τα συστήματα θα εξαρτώνται από ακριβή ρολόγια και τα φαινόμενα αυτά μπορούν να αναλυθούν με τη βοήθεια της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας του Αϊνστάιν.
