Se chiedete a qualcuno che ore sono sulla Terra, otterrete una risposta precisa al secondo. Grazie a una rete complessa di orologi atomici, satelliti GPS e telecomunicazioni ad alta velocità, il nostro pianeta è perfettamente sincronizzato. Cosa succede però quando lasciamo la nostra atmosfera? Albert Einstein ci ha insegnato che il tempo non è una costante universale. Gli orologi ticchettano a ritmi diversi a seconda della gravità e della velocità a cui viaggiano. Ciò rende la sincronizzazione degli orologi nello Spazio una sfida titanica. Ora, per la prima volta, i fisici del NIST statunitense (National Institute of Standards and Technology) hanno calcolato una risposta precisa a una domanda fondamentale per il futuro dell’esplorazione spaziale: che ore sono su Marte?
Il verdetto: tempo accelerato
Secondo i calcoli appena pubblicati su The Astronomical Journal, il tempo sul Pianeta Rosso scorre più velocemente che sulla Terra.
- Il dato chiave – In media, gli orologi su Marte andranno avanti di 477 microsecondi (milionesimi di secondo) al giorno rispetto a quelli terrestri;
- La variabilità – A differenza della Luna, dove il tempo è costantemente più veloce di 56 microsecondi, su Marte la situazione è più caotica. A causa dell’orbita eccentrica del pianeta e dell’influenza gravitazionale dei corpi celesti vicini, questo scarto può aumentare o diminuire fino a 226 microsecondi nel corso di un anno marziano.
Bijunath Patla, fisico del NIST, sottolinea l’importanza di questi dati: “È il momento giusto per la Luna e per Marte. Siamo più vicini che mai alla realizzazione della visione fantascientifica di espanderci attraverso il Sistema Solare“.
La sfida della Relatività Generale
Perché il tempo scorre diversamente? È tutta una questione di gravità e velocità, i 2 pilastri della teoria della relatività di Einstein.
- Gravità – Più forte è la gravità, più lentamente scorre il tempo. La gravità sulla superficie di Marte è circa 5 volte più debole di quella terrestre, il che fa “correre” gli orologi più velocemente;
- Velocità orbitale – La velocità con cui un pianeta si muove nello spazio influenza anch’essa il ticchettio dell’orologio.
Calcolare questo scarto per Marte è stato molto più complesso che per la Luna. I fisici hanno dovuto affrontare un vero e proprio “problema a molti corpi”. Non bastava considerare la gravità di Marte, bisognava calcolare l’attrazione del Sole (che costituisce il 99% della massa del sistema solare), della Terra, della Luna, di Giove e di Saturno. Tutti questi giganti tirano Marte in un’orbita allungata ed eccentrica, rendendo il flusso del tempo irregolare.
“Un problema a 3 corpi è estremamente complicato. Ora abbiamo a che fare con 4: il Sole, la Terra, la Luna e Marte. Il lavoro pesante è stato più impegnativo di quanto pensassi inizialmente“, ha affermato Bijunath Patla, fisico del NIST.
Verso un “Internet del Sistema Solare”
Potrebbe sembrare che 477 milionesimi di secondo siano un’inezia, circa un millesimo del tempo necessario per sbattere le palpebre. Tuttavia, nel mondo delle comunicazioni spaziali e della navigazione di precisione, questo scarto è enorme.
Per rendere l’idea:
- Le reti 5G sulla Terra richiedono una precisione entro un decimo di microsecondo;
- Le comunicazioni attuali tra Terra e Marte subiscono ritardi che vanno dai 4 ai 24 minuti. Patla paragona la situazione attuale alle comunicazioni pre-telegrafo: “È come inviare lettere scritte a mano su una nave che attraversa l’oceano e aspettare mesi per una risposta“.
Avere un quadro temporale sincronizzato è il primo passo verso la creazione di un sistema GPS interplanetario e di una rete di comunicazione quasi in tempo reale. Ciò permetterebbe a rover e futuri astronauti di navigare con precisione e trasmettere dati senza la perdita di informazioni che deriva dalla desincronizzazione.
Uno sguardo al futuro
Sebbene possano passare decenni prima che la superficie di Marte sia solcata regolarmente da umani o da una flotta di rover, lo studio di Neil Ashby e Bijunath Patla getta le basi teoriche necessarie. Come i sistemi GPS attuali dipendono dalla correzione degli effetti relativistici per funzionare (senza di essa, il vostro navigatore sbaglierebbe di chilometri ogni giorno), i futuri sistemi di navigazione marziana dipenderanno da questi calcoli. Inoltre, c’è un valore scientifico intrinseco: capire come il tempo si comporta su altri pianeti affina la nostra comprensione della fisica stessa.
“È bello sapere per la prima volta cosa succede su Marte a livello temporale“, conclude Patla. “Migliora la nostra conoscenza della teoria stessa, di come ticchettano gli orologi e della relatività“.
L’articolo Che ore sono su Marte? La risposta definitiva della fisica (e perché Einstein aveva ragione) sembra essere il primo su MeteoWeb.
