🕰️ Die Zeit vergeht auf dem Mars schneller als auf der Erde, und das ist nicht zu vernachlässigen
Diese Besonderheit ergibt sich aus der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein. Sie stellt fest, dass die Zeit nicht absolut ist, sondern von der Schwerkraft und der Geschwindigkeit abhängt. So verändert ein schwächerer Gravitationsumfeld oder eine andere Bewegung den Takt der Uhren, ein Effekt, der Zeitdilatation genannt wird (siehe unten).
Physiker des NIST, des National Institute of Standards and Technology in den USA, haben die genaue Berechnung dieser Abweichung durchgeführt. Dafür integrierten sie die geringere Schwerkraft des Mars, die 2,6-mal schwächer ist als auf der Erde, sowie die Eigenschaften seiner Umlaufbahn um die Sonne. Der gravitative Einfluss und die Umlaufbahnen von Erde und Mond spielen ebenfalls eine Rolle für die Berechnung der Zeit auf der Erde, was die Analyse besonders detailliert macht.
In Wirklichkeit sind diese Schwankungen über ein Marsjahr hinweg bemerkenswert. Denn die elliptische Umlaufbahn des Mars sorgt dafür, dass sich seine Geschwindigkeit ändert; sie ist etwas höher, wenn er sich der Sonne nähert. Alle diese kombinierten Parameter lassen den Zeitunterschied schwanken, der im Vergleich zum Durchschnittswert bis zu 226 Mikrosekunden Abweichung erreichen kann.
In menschlichen Maßstäben erscheint diese Differenz winzig, aber sie hat konkrete Folgen für künftige Technologien. Die für die Erde und den Mars geplanten Navigations- und Kommunikationsnetze erfordern eine extrem präzise Synchronisation. Zur Veranschaulichung: Systeme wie 5G benötigen eine Genauigkeit im Bereich von Zehntel-Mikrosekunden, was dieses Wissen notwendig macht.
Diese Arbeiten sind Teil einer langfristigen Vision der Weltraumforschung. Übrigens haben die Forscher zuvor einen ähnlichen Unterschied für den Mond gemessen, wo die Zeit 56 Mikrosekunden schneller vergeht. Wie die Wissenschaftler in The Astronomical Journal darlegen, bereitet das Verständnis dieser Unterschiede den Aufbau zuverlässiger Infrastrukturen jenseits unseres Planeten vor – ein Schritt hin zu einer erweiterten menschlichen Präsenz im Sonnensystem.
Die Zeitdilatation: Wenn der Takt sich ändert
Die Allgemeine Relativitätstheorie Albert Einsteins hat unsere Wahrnehmung der Zeit revolutioniert. Sie zeigt, dass die Zeit keine universelle Konstante ist, sondern je nach Bedingungen schneller oder langsamer vergehen kann. Dieser als Zeitdilatation bezeichnete Effekt tritt unter dem Einfluss von zwei Hauptfaktoren auf: Schwerkraft und Geschwindigkeit.
In einem intensiven Gravitationsfeld, wie in der Nähe eines Schwarzen Lochs, verlangsamt sich die Zeit im Vergleich zu einem Ort mit schwacher Schwerkraft. Ebenso werden die Uhren eines Objekts, das sich mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegt, langsamer schlagen. Diese Phänomene sind nicht nur theoretisch; sie werden durch präzise Experimente und Beobachtungen bestätigt.
Auf dem Mars ist die Schwerkraft schwächer als auf der Erde, was tendenziell seine Eigenzeit beschleunigt. Dennoch fügt die Umlaufbahn des Planeten eine Komponente mit variabler Geschwindigkeit hinzu. Wenn der Mars der Sonne näher ist, bewegt er sich schneller, was einen entgegengesetzten Effekt hat.
Dieses Verständnis ist grundlegend für die moderne Physik. Es ermöglicht die Interpretation kosmologischer Beobachtungen und die Entwicklung fortschrittlicher Technologien. Letztendlich erinnert uns die Zeitdilatation daran, dass unsere Zeitwahrnehmung an unsere Umgebung und unsere Bewegung im Kosmos gebunden ist.