Stel je voor: je bent een van de eersten op Mars, je hebt je Knab-rekening gecheckt, en dan blijkt dat je daar de tijd letterlijk kwijtraakt. Klinkt als sciencefiction, toch? Maar de relativiteitstheorie van Einstein blijkt weer eens te kletsen, en het verschil met die paar honderd microseconden per dag klinkt misschien klein, maar het kan je hele interplanetaire missie in de soep laten lopen. Dit is geen theorie meer, dit is een technisch probleem dat nu al opgelost moet worden.
De échte reden dat tijd op Mars 'sneller' tikt
Dit is geen grap: op Mars tikken klokken grofweg 477 microseconden (dat is 0,000477 seconden) sneller per aardse dag dan hier op aarde. Als je gewend bent dat je in Nederland je bankzaken regelt en weet hoe laat het is, moet je op Mars een hele nieuwe tijdlijn aanleren. Waarom dat gebeurt? Je kunt Einstein bedanken, want het komt door een combinatie van twee factoren die je waarschijnlijk op school hebt gemist.
De zwaartekrachtval
Einstein leerde ons dat zwaartekracht de tijd vertraagt. Hoe sterker de zwaartekracht, hoe langzamer de klok loopt. Omdat de Mars-zwaartekracht op het oppervlak veel zwakker is dan hier (ongeveer vijf keer minder sterk), zou je denken dat de tijd daar langzamer gaat. Dat is deels waar, maar er is een andere speler in het spel.
- Minder zwaartekracht = Tijd versnelt: Dit is de reden dat mensen die in de bergen wonen theoretisch een fractie sneller verouderen dan wij langs de kustlijn van de Noordzee.
- De 'snelle' baan: Hier blijkt de complexiteit, en dit is wat de meeste mensen over het hoofd zien.
De Eivormige Baan: De Verrassing van de Wetenschappers
Fysici Neil Ashby en Bijunath Patla deden recentelijk de rekensommen opnieuw, en ze ontdekten dat de baan van Mars rond de zon veel meer 'eivormig' (elliptisch) is dan die van de aarde. Dit heeft een enorm effect op hoe we de tijd meten.
De combinatie is de sleutel: Hoewel de zwakkere zwaartekracht de tijd sneller maakt, zorgt de baan van Mars (en de zwaartekrachtinvloeden van Aarde en de Zon) ervoor dat de netto-uitkomst is: de Marsklok loopt voor op onze aardse klok.
Wat je moet onthouden uit deze complexe dans:
- De maankloks lopen ‘slechts’ 56 microseconden sneller.
- De fluctuatie op Mars is dagelijks enorm: bijna de helft van de totale tijdsverschil kan op één dag variëren door die eivormige baan.
Geen interplanetair internet zonder correctie
Waarom dit nu plotseling belangrijk is? We willen binnenkort met kolonisten op Mars praten, en dat vereist een soort ‘interplanetair internet’. Om data en communicatie naadloos te laten verlopen, hebben we één universele tijdstandaard nodig, net als hier in Nederland of Europa.
Als je echter geen rekening houdt met die 477 microseconden verschil, lopen je communicatieprotocollen en navigatiegegevens na honderden dagen totaal ontregeld. Het klinkt futiel, maar in ruimtevaart is een nanoseconde al een ramp.
De implicatie? Zelfs na de berekeningen van deskundigen, bleven er kleine foutjes – ongeveer 100 nanoseconden per dag – die op de lange termijn een reset van de Marsklokken zouden vereisen om de nauwkeurigheid te behouden. De ruimte is blijkbaar te rommelig om perfect te zijn!
Wat dit voor jou betekent (en niet betekent)
Moet je nu je horloge op Mars zetten met een app? Nee, gelukkig niet. Dit is vooral cruicaal voor de precisie-instrumenten en de communicatienetwerken van NASA en ESA. Voor ons leven hier op aarde, waar we ons zorgen maken over de hoge energieprijs in de winter, blijft de dag 24 uur duren.
Maar het herinnert ons eraan hoe complex het is om ons eigen kleine achtertuintje (de Aarde) te verlaten. Wat denk jij: welke écht alledaagse gewoonte moeten we volgens jou compleet herzien zodra we permanent op een andere planeet wonen?
