حساب الفيزيائيين في المعاهد الوطنية للمعايير والتكنولوجيا بدقة كيفية تدفق الوقت بشكل مختلف على المريخ مقارنة بالأرض، مما يظهر أن الساعات هناك تدق 477 ميكروثانية أسرع يوميًا في المتوسط. هذا التباين، المتأثر بالجاذبية والمدارات، يتقلب بنحو 226 ميكروثانية طوال العام المريخي. النتائج حاسمة للملاحة والتواصل المستقبليين في استكشاف المريخ.
تنبئ نظرية النسبية لألبرت أينشتاين بأن الوقت يمر بمعدلات مختلفة اعتمادًا على الحقول الجاذبية والحركة. بتطبيق ذلك على المريخ، قام الباحثان بيجوناث باتلا ونيل أشبي في NIST بكمية التباين لأول مرة. دراستهما، المنشورة في ديسمبر 2025 في مجلة The Astronomical Journal، تكشف أن ساعة على سطح المريخ ستسير أسرع من ساعة على الأرض بسبب جاذبية كوكب أحمر أضعف —حوالي خُمس جاذبية الأرض— ومدارها البيضاوي حول الشمس.
الفرق اليومي المتوسط 477 ميكروثانية، لكنه يختلف بشكل كبير. مسار المريخ الممدود وتأثيرات الشمس والأرض والقمر وغيرها تسبب تغييرات تصل إلى 226 ميكروثانية على مدار عامها البالغ 687 يومًا أرضيًا. للمقارنة، الوقت على القمر يتقدم 56 ميكروثانية يوميًا بشكل أكثر اتساقًا من الأرض. لاحظ باتلا التعقيد: «مشكلة ثلاثة أجسام معقدة للغاية. الآن نتعامل مع أربعة: الشمس والأرض والقمر والمريخ. العمل الشاق كان أكثر تحديًا مما توقعت في البداية».
هذه الفجوات الدقيقة قد تبدو تافهة، لكنها حاسمة لتقنيات مثل نظيرات GPS على المريخ. الاتصالات الحالية بين الأرض والمريخ تواجه تأخيرات من 4 إلى 24 دقيقة، مشابهة لعصور ما قبل التلغراف. التزامن الزمني يمكن أن يمكن شبكة على مستوى النظام الشمسي. «إذا حققت التنسيق، سيكون كتقريب الاتصال في الوقت الفعلي دون فقدان معلومات»، شرح باتلا.
البحث يبني على إطار NIST لعام 2024 لقياس الوقت القمري ويختبر النسبية بطرق جديدة. أكد أشبي قيمته طويلة الأمد: «قد تمر عقود قبل أن تغطى سطح المريخ بآثار المركبات المتجولة، لكن من المفيد الآن دراسة المشكلات المتعلقة بإنشاء أنظمة ملاحة على كواكب ولقى أخرى». أضاف باتلا أن مثل هذا العمل يعزز الفهم الأساسي: «من الجيد معرفة ما يحدث في الوقت المريخي لأول مرة. لم يكن أحد يعلم ذلك من قبل. يحسن معرفتنا بالنظرية نفسها».
بينما تطمح ناسا إلى بعثات أعمق إلى المريخ، يمهد هذا «المنطقة الزمنية المريخية» الدقيقة الأساس للتنسيق بين الكواكب، محتملاً تحقيق رؤى توسع النظام الشمسي.