Отслеживание времени на Луне — более сложная задача, чем вы могли бы подумать . Дело не только в том, что у нее нет суточного цикла, как у Земли, или в том, что один «день» на Луне равен примерно 29,5 дням на земной тверди. Из-за шатких принципов, предсказанных в теории относительности Эйнштейна, само время на поверхности Луны движется немного быстрее, […]
Отслеживание времени на Луне — более сложная задача, чем вы могли бы подумать .
Дело не только в том, что у нее нет суточного цикла, как у Земли, или в том, что один «день» на Луне равен примерно 29,5 дням на земной тверди.
Из-за шатких принципов, предсказанных в теории относительности Эйнштейна, само время на поверхности Луны движется немного быстрее, чем на нашей планете.
Разница крайне тонка — всего на 56–57 микросекунд быстрее, чем тикают атомные часы на Земле каждый день. Но когда мы говорим о проведении научных миссий и отправке туда космических аппаратов — а все это требует чрезвычайно точных расчетов — эти различия складываются.
В новом исследовании , опубликованном в журнале The Astronomical Journey, подробно описывается система согласования лунного времени с земным временем, которая, по словам ее авторов, может сыграть важную роль не только в исследовании Луны , но и, в конечном итоге, всего космоса.
«Это как если бы вся Луна была синхронизирована с одним «часовым поясом», скорректированным с учетом гравитации Луны, а не часы постепенно рассинхронизировались с земным временем», — сказал соавтор исследования Биджунат Патла, физик из Национального института стандартов и технологий, в заявлении о работе .
Одной из областей, которую исследователи выделяют как область, которая может выиграть от синхронизированного хронометража, являются системы GPS. Эти спутниковые сети полагаются на глобальный стандарт времени для Земли, чтобы быть эффективными. Но они тоже являются жертвами относительности.
Если упростить очень сложную науку, то более сильные гравитационные эффекты замедляют ход времени, поэтому на больших высотах, где притяжение Земли немного слабее, спутники движутся немного быстрее во времени, чем мы на поверхности планеты.
Системы GPS уже учитывают это — но что, если мы установим систему GPS на Луне? Такие возможности, утверждают исследователи, будут иметь важное значение для повышения эффективности исследования Луны в будущем.
Но это, опять же, требует согласования более быстрого измерения времени на Луне с сетями GPS на Земле, если мы хотим координировать полеты между двумя небесными телами, имея в виду точное место посадки, или проводить одновременные эксперименты на каждой поверхности.
Предложенное исследователями решение включает в себя много сложных математических вычислений, но суть его в том, что их метод основан на использовании центра масс между Землей и Луной в качестве системы отсчета.
Исследователи пишут в своем исследовании, что часы, размещенные на орбите в точках Лагранжа , или точках пространства, где небольшой объект под действием гравитационного притяжения двух более крупных объектов может оставаться в одном и том же положении относительно них, будут служить «звеньями передачи времени» между Землей и Луной, поскольку эти орбитальные точки «обеспечивают среду с низким уровнем шума ускорения», что позволяет ученым легко вносить поправки на относительность.
Поскольку в игру вступает не только гравитация этих двух небесных тел, исследователи также включают множество параметров, которые учитывают приливное влияние других планет и Солнца. Им также приходится учитывать вращение как Земли, так и Луны, и десятки других космических факторов, которые вскружат вам голову.
Но вывод таков: исследователи говорят, что их работа может быть применена и к другим телам, таким как Марс, — так что это не только потенциальное решение наших временных проблем с Луной, но, возможно, и для более глубокого исследования космоса.
