【正見新聞網2025年12月03日】
科學家已計算出火星的時間與地球的差異。此為火星示意圖。(Shutterstock)
人類一直希望能在火星居住。如果人類想長期待在火星上，首先要知道該星球上的正確時間，這是建立通訊網路的基礎。針對這個看起來很複雜的問題，科學家已經找到了答案。
美國國家標準技術研究所（National Institute of Standards and Technology，NIST）在12月1日發布的新聞稿中指出，依據著名科學家愛因斯坦的《廣義相對論》（General Theory of Relativity），宇宙各地的時間並不同步。時鐘的運行速度會因為周圍環境的引力強度而有差異。
該研究所物理學家帕特拉（Bijunath Patla）表示，了解火星上的時鐘如何運作是未來太空任務的基石。隨著美國國家航空航天局（NASA）規劃火星探測任務，了解該行星上的時間將有助於讓整個太陽系的導航和通訊同步。
火星的時間與地球有何差異？
火星上一天和一年的時間都比地球長。火星的自轉周期比地球長40分鐘，繞太陽公轉一週需要687天，而地球只需365天。但科學家需要知道，與地球相比，火星上的每一秒鐘究竟過得比較快還是比較慢。
如果將地球上的原子鐘帶到火星上，它還是以相同的方式在走，但不會與地球上的原子鐘同步。因此，我們需要確定火星時間與地球時間的差異，這幾乎就像計算不同時區的時間差異一樣。
這比NIST的科學家預期的棘手許多。《廣義相對論》表明，引力強度會影響時間的流逝。在引力較強的地方，時鐘走得較慢；在引力較弱的地方，時鐘走得較快。行星的公轉速度也會影響時鐘的運行速度。
這些科學家選擇火星表面的一個點作為參考點，類似地球赤道的海平面。基於多年來火星探測任務收集的資料，帕特拉和他的同事、NIST物理學家阿什比（Neil Ashby）得以估算出火星表面的引力強度僅為地球的五分之一。
但他們需要考慮的不僅僅是火星的引力。太陽系中還有其它質量巨大的天體，它們之間也有引力會相互影響。光是太陽的質量就占太陽系總質量的99%以上。
火星及其兩顆衛星與太陽示意圖。(Shutterstock)
此外，火星在太陽系中的位置——它與太陽和地球、月球、木星和土星等鄰近天體的距離——使其軌道更加偏心，呈橢圓形。相較之下，地球和月球的軌道穩定。月球上的時間總是比地球上的時間快56微秒（百萬分之一秒）。
在綜合考慮了火星表面引力、火星偏心軌道、太陽、地球和月球對火星的影響等因素後，帕特拉和阿什比算出了火星上的時間。就平均而言，火星上的時鐘每天比地球上的時鐘快477微秒。
477微秒聽起來或許微不足道，但對於通訊網路的開發而言，能否精確控制極其微小的時間差，這至關重要。例如，5G網路的精度需要達到十分之一微秒以內。
目前，地球與火星之間的通訊延遲在4到24分鐘之間（有時甚至更長）。帕特拉解釋說，這幾乎就像電報出現之前的通信方式——人們將手寫的信件送到一艘橫渡海洋的船上，然後等待數周甚至數月才能收到另一艘船送來的回信。
在算出火星的時間與地球的差異之後，科學家得以建立行星間通訊的時間框架，為建構跨越廣闊距離的同步網路鋪平了道路。
帕特拉說：「很高興第一次了解火星上的時間如何流逝。以前沒人知道這一點。這增進了我們對理論本身的知識，包括時鐘的運行規律和相對論。」
他說：「時間的流逝是相對論的基礎——我們如何感知它，如何計算它，以及什麼會影響它。這些概念看似簡單，但計算起來卻相當複雜。」
上述研究成果於12月1日發表在《天文期刊》（Astronomical Journal）上。
(大紀元）