破解宇宙时间差或许能帮助人类向太阳系拓展。图片来源：AI/ScienceDaily.com

本报讯 火星上的时间是几点？这是未来希望在火星上生活和工作的探险者必须回答的问题。一项研究发现，火星上的时间可能走得稍快，且在火星年中会有波动。这些微秒级的变化可能在未来的火星导航、通信甚至太阳系互联网中发挥重要作用。

美国国家标准与技术研究院（NIST）的物理学家经计算表明，平均而言，火星上的时钟每天比地球上的时钟快 477 微秒（百万分之一秒）。但这种差异并非恒定不变。由于火星轨道的拉长以及其他天体的引力影响，这种时间差异在火星的一年中每天可变化226微秒。该研究日前发表于《天文学杂志》。

NIST的物理学家Bijunath Patla表示，了解火星上的时间流逝情况对于未来的火星任务至关重要。“探索月球和火星的时机恰到好处。这是我们距离实现向太阳系扩张的愿景最近的一次。”

火星上的一天比地球上的一天长约40分钟，一年相当于地球的687天。除了这些显而易见的差异，科学家还需要确定火星上每一秒的流逝速度是否与地球上一致。

放置在火星表面的原子钟在火星上的走时与在地球上一样，但问题在于，当把火星上的原子钟与地球上的原子钟进行比较时，随着时间的推移，两者的读数会逐渐出现偏差。科学家的任务就是要确切弄清楚这种偏差会达到多大，类似于确定一个行星时区。

根据爱因斯坦的相对论，引力会改变时间的流逝。此外，行星的运动也会影响时间的流逝，其轨道速度还会带来额外的变化。为了使计算成为可能，NIST的研究人员在火星表面选定了一处特定的参考点，与地球赤道的海平面相当。利用多年来火星探测任务收集的数据，研究人员估算了火星表面的重力，约为地球表面重力的1/5。仅火星的引力不足以解释全部情况，偏心率较高的椭圆形轨道及其与太阳的距离使得时间变化更大。

477微秒的差异看似微不足道，然而，在现代技术中，这种差异却至关重要。如今，地球与火星之间发送的信息需要4到24分钟才能抵达，有时甚至更久。开发一个在行星之间可靠的时间基准框架，最终可能使整个太阳系内的通信网络实现同步。

NIST的Neil Ashby表示，完全同步的星际网络以及人类在火星上的永久定居点仍遥不可及，不过现在研究这些时间上的难题有助于科学家提前预判未来可能遇到的障碍。“或许还要几十年，火星表面才会布满漫游车的车辙，但现在研究在其他行星和卫星上建立导航系统所涉及的问题是有用的，就像当前的全球导航系统一样。”（赵婉婷）

相关论文信息：

https://doi.org/10.3847/1538-3881/ae0c16