پرسش سادهای به نظر میرسد، نه؟ کافی است نگاهی به گوشی موبایل یا ساعت مچیات بیندازی. اما آیا این واقعاً «زمان دقیق» را نشان میدهد؟ خب، اگر بخواهیم دقیقتر صحبت کنیم، باید به چیزی به نام «زمان هماهنگ جهانی» یا UTC رجوع کنیم. ساعتی که گوشی شما با آن تنظیم میشود، کموبیش با UTC همگام است. البته اگر ابزار دقیقتری داشته باشید که بتواند سیگنال رادیویی UTC را دریافت کند، میتوانید زمان را با دقت بالاتری اندازه بگیرید.
با این حال، خود UTC هم چیزی بیش از یک استاندارد توافقی نیست؛ استانداردی که تلاش میکند تا حد امکان با چرخش زمین هماهنگ بماند. این زمان، در نهایت، بر پایهی زمان اتمی بینالمللی یا TAI تعریف شده است؛ زمانی که از میانگین وزنی حدود ۴۵۰ ساعت اتمی بسیار دقیق در سراسر جهان به دست میآید.
نفسگیر شد، نه؟
دانستن زمانِ دقیق کار سادهای نیست. اما دستکم این محاسبات همگی بر پایهی زمین انجام میشوند؛ جایی که ما روی آن زندگی میکنیم. ولی آینده ممکن است متفاوت باشد. شاید در سالهای پیشرو، برخی از شما روی مریخ زندگی کنید. در آن صورت، سؤال مهمی پیش میآید: ساعت آنجا چند است؟
از نظر عملی، پاسخ چندان پیچیده نیست. همانطور که روی زمین ساعتهایمان را با «ظهر خورشیدی» تنظیم میکنیم، ساکنان مریخ هم میتوانند همین کار را انجام دهند. یک شبانهروز مریخی که به آن «سُل» (sol) گفته میشود، حدود ۳۷ دقیقه و ۲۳ ثانیه طولانیتر از یک روز زمینی است. بنابراین میتوان ساعتهای مریخی را کمی بلندتر تعریف کرد تا هر سُل همچنان شامل ۲۴ ساعت باشد.
حتی میتوان از تقویم دارین (Darian Calendar) استفاده کرد؛ سامانهای که یک سال مریخی (برابر با حدود ۱٫۸۸ سال زمینی) را به ۲۴ ماه تقسیم میکند که هرکدام ۲۷ یا ۲۸ سُل دارند. چنین سیستمی برای جامعهای که کاملاً از زمین مستقل شده باشد، بسیار مناسب است.
اما این روش برای ارتباطات میانسیارهای چندان ایدهآل نیست.
در مأموریتهای فرودگر و مریخنورد، معمولاً از سیستمی به نام زمان میانگین اِیری (Airy Mean Time یا AMT) استفاده میشود؛ سیستمی شبیه به زمان میانگین گرینویچ (GMT) روی زمین. در این روش، نصفالنهار مبدأ مریخ بر اساس موقعیت یک دهانهی کوچک به نام Airy-0 تعریف میشود. مشکل اینجاست که مکان دقیق این نصفالنهار کاملاً مشخص نیست. به همین دلیل، مأموریتها معمولاً زمان را بر اساس ساعت زمین نگه میدارند و فقط تعداد روزهایی را که از لحظهی فرود گذشته است، میشمارند.
به همین علت است که اغلب میشنوید یک مریخنورد کاری را در «سُل ۲۵» انجام داده؛ یعنی بیستوپنجمین روز مریخی مأموریتش.
در حالت ایدهآل، بهتر بود چیزی شبیه زمان هماهنگ مریخ (MTC) تعریف میشد و ساعتهای اتمی متعددی در سراسر مریخ نصب میگردید تا نوعی «زمان اتمی مریخی» ایجاد شود. اما همانطور که یک پژوهش جدید نشان میدهد، این کار بهمراتب پیچیدهتر از آن چیزی است که در نگاه اول به نظر میرسد.
اعتبار: اَشبی و پاتلا
نخستین چالش این است که سرعت گذر زمان تحت تأثیر گرانش قرار دارد. هرچه شتاب گرانشی قویتر باشد، ساعتها کندتر کار میکنند. از آنجا که گرانش سطحی زمین تقریباً سه برابر مریخ است، یک ساعت اتمی روی مریخ در هر روز حدود ۴۷۷ میکروثانیه سریعتر از ساعت مشابه روی زمین تیکتاک میکند.
عامل دوم، حرکت نسبی است. سرعت مریخ نسبت به زمین بسته به موقعیت این دو سیاره در مدارهایشان تغییر میکند. این تفاوت سرعت باعث میشود ساعتهای اتمی روی مریخ تا حدود ۲۲۶ میکروثانیه دچار نوسان شوند.
و بعد، مسئلهی مهم دیگری مطرح میشود: زمان سفر نور میان زمین و مریخ. فاصلهی این دو سیاره دائماً تغییر میکند و در نتیجه، مدتزمانی که طول میکشد یک سیگنال نوری یا رادیویی از زمین به مریخ برسد (یا برعکس)، ثابت نیست. این موضوع هماهنگسازی دقیق ساعتها را باز هم دشوارتر میکند.
در این مطالعهی جدید، پژوهشگران به بررسی چالشهای هماهنگ نگهداشتن ساعتهای زمین و مریخ پرداختهاند و محاسبه کردهاند که چه اندازهگیریهایی باید در نظر گرفته شود تا چنین سیستمی تا حد امکان دقیق باشد. نتیجهی آنها این بود که با فناوریهای کنونی، میتوان یک سامانهی زمانی نسبتاً دقیق ایجاد کرد، اما هماهنگسازی زمان میان زمین و مریخ حتی دشوارتر از هماهنگسازی میان زمین و ماه است.
بر اساس یافتههای این پژوهش، با توجه به عدمقطعیتهای موجود در سامانهی زمین–ماه، ساعتهای مریخی همچنان دچار یک خطای روزانه در حدود ۱۰۰ نانوثانیه (کموبیش) خواهند بود.
بنابراین، واقعیت این است که نمیتوان سامانهای ساخت که زمان را بهطور کاملاً بینقص و دقیق میان زمین، ماه و مریخ هماهنگ کند. اما با توجه به ماهیت بسیار پیچیده و نسبیتی مفهوم «اکنون»، میتوان گفت که این ساعتها را میتوان آنقدر به هم نزدیک کرد که برای همهی کاربردهای عملی کافی باشد.
در نهایت، شاید مهمترین نتیجهی این پژوهش این باشد که «زمان»، چیزی بسیار پیچیدهتر از آن است که با یک نگاه به ساعت بتوان آن را فهمید؛ بهویژه زمانی که پای زندگی میان سیارهها در میان باشد. اما خوشبختانه، حتی در این جهان نسبیتی و پیچیده، میتوان راههایی یافت تا دستکم بدانیم تقریباً ساعت چند است—چه روی زمین باشیم، چه روی ماه، و چه روزی روی مریخ.
