На Луне время идет быстрее. Теперь мы точно знаем, сколько.
С тех пор, как астронавты в последний раз покинули поверхность Луны 52 года назад, время шло незаметно. Относительно нас, землян, Луна тосковала по нашему возвращению чуть дольше – примерно на 1,1 секунды.
Звучит не так уж и много, как и 57 миллионных (0,0000575) секунды, которые время на Луне каждый день удлиняется вперед по сравнению со временем на нашей родной планете.
Но этот решающий результат нового исследования ученых НАСА может заключаться в разнице между синхронизацией навигационных систем во время запуска космического агентства США -ожидаемые миссии с экипажем на Луну и за ее пределы.
Мы знали о способности гравитации замедлять время с тех пор, как Альберт Эйнштейн постулировал свою общую теорию относительности. Но практические методы измерения любых временных искажений, связанных с различиями в гравитации – таких как контраст между притяжением Земли и Луны – сильно отстали.
Только в последнее десятилетие или около того у нас появились атомные часы. достаточно чувствителен, чтобы обнаружить небольшие различия во времени между двумя объектами, движущимися относительно друг друга или под разным гравитационным притяжением.
А учитывая полувековую паузу между высадками экипажей на Луну, у ученых не было возможности Веская причина выяснить, как проявились эти крошечные различия во времени между Землей и нашим лунным спутником. Луна имеет одну шестую земной гравитации, но астронавты останавливались лишь ненадолго, так что это не было большой проблемой.
Теперь у ученых есть крайний срок: НАСА планирует вернуть астронавтов на Луну к 2026 году. в рамках своей миссии «Артемида», где они начнут исследовать возможные места для лунных баз, которые однажды могут послужить трамплином на Марс.
«Мы рассматриваем устойчивое присутствие на Луне, » Шерил Грэмлинг из НАСА, инженер навигационных систем в Центре космических полетов Годдарда в Мэриленде, рассказала Джонатану О’Каллагану из журнала New Scientist.
«Инфраструктура на Земле, такая как GPS, обеспечивает сокращение времени на наносекундном уровне», — продолжил Грэмлинг. «Если вы пытаетесь ориентироваться на Луну или приземлиться на нее и избегать опасных зон, то точность имеет значение».
Ранее в этом году, в апреле, НАСА и другим агентствам США было поручено разработать единую систему отсчета времени для Луны, с которой могли бы договориться другие космические агентства.
Это новое открытие помогает в этом отношении, и над ним уже некоторое время работают. Слава Турышев, физик из Лаборатории реактивного движения НАСА, руководивший исследованием, сказал О’Каллагану: «Кому-то нужно было сесть и заняться математикой».
С Земли кажется, будто Луна уже набрал 57 миллионных секунды за земные сутки. Турышев и его коллеги пришли к этому числу, рассчитав скользящую шкалу времени для Земли и Луны относительно барицентра Солнечной системы. Это общий центр масс Солнечной системы, вокруг которого вращаются Солнце, планеты и спутники в хрупком равновесии.
Расчеты Турышева и его коллег приближаются к 56,02 микросекундам, предложенным другой группой исследователей из США. Национальный институт стандартов и технологий начал работу в феврале. Но крошечные доли секунды имеют значение на таких больших расстояниях, так что еще есть над чем поработать.
Ни один из результатов не прошел рецензирование, и окончательное определение лунного времени необходимо будет подкрепить цифрами. агентств и международных организаций, таких как Международное бюро мер и весов и Международный астрономический союз, которые планируют встретиться в августе.
Нам также нужно будет следить за тем, как развивается наша собственная планета Земля. вращение странным образом замедляется, что делает наши дни немного длиннее – и как добывающая деятельность человека изменила его вращение.
Исследование было опубликовано на сервере препринтов arXiv перед экспертной оценкой.
