Зашто научници инсистирају да се поставе сатови на Мјесец

Можда највећа, запањујућа особеност нашег Универзума јесте инхерентни проблем са мјерењем времена: секунде откуцавају мало брже на врху планине него у долинама Земље. Из практичних разлога, већина људи не мора да брине о тим разликама.

На површини Мјесеца, један Земљин дан би био отприлике 56 микросекунди краћи него на нашој матичној планети — а мали број који може довести до значајних недосљедности током времена, а НАСА и њени међународни партнери се тренутно боре са овом загонетком.

Научници не желе само да створе нову „временску зону” на Мјесецу, како сугеришу неки наслови, рекла је Шерил Грамлинг, истраживач за положај Мјесеца, навигацију, мјерење времена и стандарде у НАСА-ином Центру за свемирске летове Годард у Мериленду. Уместо тога, свемирска агенција и њени партнери желе да створе потпуно нову „временску скалу” или систем мјерења који узима у обзир чињеницу да секунде брже пролазе на Мјесецу. Циљ агенције је да сарађује са међународним партнерима како би успоставила нови метод праћења времена, посебно за Мјесец, пише Политика. 

Астронаути на Мјесецу, на примјер, напустиће своја станишта да би истражили површину и спроводили научна истраживања. Такође ће комуницирати једни са другима или возити лунарне багије док су на површини Мјесеца.

„Када се крећу у односу на Мјесец”, рекао је Грамлинг, „време мора бити релативно у односу на Мјесец”, пише CNN.

Једноставни сунчани сатови или камене формације, које прате сјенке док Сунце пролази изнад главе, обиљежавају ток дана баш као што промјењиве мјесечеве фазе могу да забележе пролазак мјесеца на Земљи. Ти природни мјерачи времена одржавају људе у складу са распоредом миленијумима. Али, можда откако су механички сатови стекли популарност почетком 14. вијека, часовничари су постали још педантнији у погледу прецизности.

Прецизно мјерење секунди такође је постало компликованије почетком 1900-их, захваљујући физичару Алберту Ајнштајну.

„Проклет био Ајнштајн — он је смислио општу релативност, и из ње произилазе многе чудне ствари”, рекао је др Брус Бетс, главни научник у Планетарном друштву, непрофитној групи за интересовање за свемир додајући да је једна од њих да гравитација успорава вријеме.

Општа релативност је компликована, али у ширем смислу, то је оквир који објашњава како гравитација утиче на простор и вријеме.

Ајнштајнова теорија опште релативности објаснила је зашто вријеме пролази мало спорије на нижим надморским висинама — зато што гравитација има јачи ефекат ближе масивном објекту. Научници су пронашли модерно рјешење за све компликације релативности за мјерење времена на Земљи: да би објаснили непримјетне разлике, поставили су неколико стотина атомских сатова на различитим локацијама широм свијета. Атомски сатови су ултра-прецизни инструменти који користе вибрације атома за мјерење протока времена, а ти сатови – у складу са Ајнштајновим теоријама – откуцавају спорије што су ближи површини Земље. Очитавања атомских сатова широм свијета могу се усреднити за шири, али што је могуће тачнији осјећај времена за планету Земљу у цјелини, дајући нам Координирано универзално вријеме, или UTC. Ипак, повремено се узимају у обзир „прескочне секунде“ како би се UTC ускладио са малим промјенама у брзини ротације Земље.

Ово методично мјерење времена помаже да се савремени свијет окреће – метафорички речено, рекао је Кевин Когинс, замјеник помоћника администратора и руководилац програма за НАСА-ин Програм за свемирске комуникације и навигацију.

„Ако сте истраживали вријеме на Земљи, схватате да је оно кључни покретач свега: економије, безбједности хране, трговине, финансијске заједнице, чак и истраживања нафте. Они користе прецизне сатове“, рекао је Когинс.

Ако се вријеме креће другачије на врховима планина него на обалама океана, можете замислити да ствари постају још бизарније што се даље удаљавате од Земље. Да бисмо додали још више компликација - вријеме спорије пролази што се брже особа или свемирска летјелица крећу, према Ајнштајновој теорији специјалне релативности. Астронаути на Међународној свемирској станици, на примјер, имају среће, рекао је др Бијунат Патла, теоријски физичар из Америчког националног института за стандарде и технологију. Иако свемирска станица кружи око 322 километра изнад Земљине површине, она такође путује великим брзинама — обилазећи планету 16 пута дневно — тако да се ефекти релативности донекле поништавају, рекао је Патла. Из тог разлога, астронаути у орбиталној лабораторији могу лако да користе земаљско вријеме да би остали у складу са распоредом.

Срећом, научници већ имају деценије искуства у суочавању са сложеношћу.

Свемирске летјелице, на примјер, опремљене су сопственим сатовима који се називају осцилатори, рекао је Грамлинг.

„И већина операција за свемирске летјелице — чак и летјелице које су све до Плутона или Кајперовог појаса, попут Нових хоризонта — (ослањају се на) земаљске станице које су назад на Земљи. Дакле, све што раде мора бити у корелацији са UTC“.

Научници сада раде на томе да тачно измјере лунарно вријеме какво јесте — а истовремено осигурају да се може повезати са земаљским вријеменом. Наиме, сатови на Мјесечевом екватору би откуцавали 56,02 микросекунде брже дневно него сатови на Земљином екватору, а оно што научници поуздано знају јесте да им је потребно да на Мјесец доставе прецизне инструменте за мјерење времена.

Сатови различитих типова могли би бити постављени унутар сателита који круже око Мјесеца или можда на тачним локацијама на површини Мјесеца које ће астронаути једног дана посетити. Што се тиче цијене, атомски сат достојан свемирског путовања могао би коштати око неколико милиона долара, док су кристални осцилатори знатно јефтинији. Ипак, прецизно мјерење времена је важно — не само због научног разумјевања протока времена на Мјесецу, већ и због постављања све инфраструктуре потребне за спровођење мисија.

Лијепота стварања временске скале од нуле, рекла је Грамлинг, је у томе што научници могу да узму све што су научили о мјерењу времена на Земљи и да то примјене на нови систем на Мјесецу.

А ако научници могу да то ураде како треба на Мјесецу, додала је, могу то да ураде и касније, ако НАСА испуни свој циљ слања астронаута дубље у Сунчев систем.

„У великој мјери разматрамо спровођење овога на Мјесецу, учење онога што можемо да научимо“, рекла је Грамлинг, „како бисмо били спремни да урадимо исто на Марсу или другим будућим тијелима.“

Пратите нас на нашој Фејсбук и Инстаграм страници и X налогу.