Vědce překvapil fakt, že na Měsíci běží čas rychleji. Nyní víme přesně o kolik

Od chvíle, kdy astronauti před 52 lety naposledy opustili povrch Měsíce, čas utíká jako voda. V porovnání s námi pozemšťany se Měsíc těší na náš návrat o něco déle, zhruba o 1,1 sekundy.

Nezní to jako mnoho, stejně jako 57 miliontin (0,0000575) sekundy, o které se denně protáhne čas Měsíce oproti času naší planety. Ale tento zásadní výsledek nové studie vědců NASA by mohl být rozdílem mezi synchronizací navigačních systémů při zahájení dlouho očekávaných misí americké vesmírné agentury s posádkou na Měsíc a dále.

O schopnosti gravitace zpomalovat čas víme od doby, kdy Albert Einstein postuloval obecnou teorii relativity. Ale praktické možnosti měření časových zkreslení, která vznikají v důsledku rozdílů v gravitaci, jako je například kontrast mezi přitažlivostí Země a Měsíce, zůstaly daleko pozadu. Teprve v posledních zhruba deseti letech máme k dispozici atomové hodiny dostatečně citlivé na to, abychom mohli detekovat malé časové rozdíly mezi dvěma objekty, které se vůči sobě pohybují nebo jsou pod různou gravitační přitažlivostí.

A vzhledem k půlstoletí dlouhé pauze mezi přistáními posádek na Měsíci neměli vědci naléhavý důvod zjišťovat, jak se tyto nepatrné časové rozdíly projevují mezi Zemí a naším měsíčním souputníkem. Měsíc má šestinu zemské gravitace, ale astronauti se u něj zastavili jen krátce, takže to nebyl velký problém. Nyní mají vědci konečný termín: NASA chce do roku 2026 vrátit astronauty na Měsíc v rámci mise Artemis, kde začnou zkoumat možná místa pro lunární základny, které by jednou mohly sloužit jako odrazový můstek k Marsu.

„Chystáme se na trvalou přítomnost na Měsíci,“ řekla Jonathanu O’Callaghanovi z New Scientist Cheryl Gramlingová, inženýrka navigačních systémů v Goddardově středisku vesmírných letů v Marylandu. „Infrastruktura na Zemi, jako je GPS, poskytuje čas až na úrovni nanosekund,“ pokračovala Gramlingová. „Pokud se snažíte navigovat nebo přistát na Měsíci a vyhnout se nebezpečným oblastem, pak je tato přesnost důležitá.“

Začátkem letošního dubna dostala NASA a další americké agentury za úkol vypracovat jednotný časový referenční systém pro Měsíc, na kterém by se mohly shodnout i ostatní vesmírné agentury. Tento nový poznatek v tomto ohledu pomáhá a již nějakou dobu se na něm pracuje. Slava Turyshev, fyzik z Laboratoře tryskového pohonu NASA, který studii vedl, řekl O’Callaghanovi: „Někdo si musel sednout a vypracovat matematiku.“

Ze Země to vypadá, jako by Měsíc za pozemský den získal 57 miliontin sekundy. Turyshev a jeho kolegové dospěli k tomuto číslu výpočtem posuvné časové stupnice pro Zemi a Měsíc vzhledem k barycentru Sluneční soustavy. Jedná se o společný střed hmoty Sluneční soustavy, kolem něhož Slunce, planety a satelity obíhají v křehké rovnováze. Výpočty Turysheva a jeho kolegů se blíží hodnotě 56,02 mikrosekundy, na které v únoru přistál jiný tým vědců z amerického Národního institutu pro standardy a technologie. Na tak velkých vzdálenostech však záleží na nepatrných zlomcích sekundy, takže je před námi ještě kus práce.

Ani jeden z výsledků nebyl recenzován a konečnou definici lunárního času bude muset potvrdit řada agentur a mezinárodních orgánů, například Mezinárodní úřad pro míry a váhy a Mezinárodní astronomická unie, které se plánují sejít v srpnu. Budeme také muset sledovat, jak se rotace naší vlastní planety Země podivně zpomaluje, čímž se naše dny mírně prodlužují, a jak těžební činnost člověka změnila její rotaci.

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: arxiv.org, arxiv.org, newscientist.com