Waktu di Mars Lebih Cepat: Ilmuwan Kini Tahu Jam Tepat di Planet Merah

Berdasarkan Relativitas Einstein, jam di Mars berdetak rata-rata 477 mikrosekon lebih cepat per hari dibandingkan jam di Bumi, sebuah temuan krusial untuk eksplorasi antariksa masa depan.

Ilustrasi dibuat oleh AI.

Ringkasan Singkat

• Jam di Mars berjalan rata-rata 477 mikrodetik lebih cepat per hari dibanding jam di Bumi.
• Faktor penyebabnya adalah gravitasi Mars yang lebih lemah dan orbitnya yang jauh lebih elips.
• Akurasi waktu ini penting untuk navigasi, komunikasi, dan rencana membangun jaringan GPS Mars di masa depan.

FISIKAWAN di National Institute of Standards and Technology (NIST) berhasil mengetahui persis seberapa cepat waktu berjalan di Mars dibandingkan dengan Bumi.

Rata-rata, jam di Planet Merah berdetak 477 mikrosekon lebih cepat setiap hari ketimbang jam di Bumi.

Angka 477 mikrosekon mungkin terdengar sangat kecil, hanya sekitar seperseribu waktu yang kamu butuhkan untuk berkedip. Tapi, tunggu dulu...! 

Bagi jaringan komunikasi canggih masa depan, atau untuk memastikan keberhasilan pendaratan penjelajah (rover) di Mars, selisih waktu sekecil ini sungguh sangat kritis. 

Jika manusia berencana membangun koloni dengan navigasi dan komunikasi yang sinkron, kita harus menyesuaikan kembali arloji kita dengan cermat.

Perbedaan waktu temporal ini adalah konsekuensi langsung dari Teori Relativitas Umum Albert Einstein. Inti dari teori ini sederhana, semakin lemah gaya gravitasi, semakin cepat waktu berlalu.

Permukaan Mars memiliki gravitasi yang relatif lemah, sekitar lima kali lebih lemah daripada gravitasi Bumi. Defisit gravitasi inilah yang mempercepat laju waktu di Mars.

Penelitian serupa yang dipimpin oleh fisikawan di Jet Propulsion Laboratory sebelumnya menemukan bahwa waktu berjalan 57 mikrosekon lebih cepat di Bulan daripada di Bumi setiap harinya. 

Perbedaan Mars yang jauh lebih besar ini mencerminkan medan gravitasinya yang lebih lemah lagi.

Studi yang dipimpin oleh fisikawan NIST, Neil Ashby dan Bijunath Patla, menyelami matematika kompleks relativitas, mekanika orbit, dan gravitasi planet. 

Penelitian ini merupakan kelanjutan dari studi selama puluhan tahun tentang bagaimana waktu bertindak di bawah kondisi gravitasi dan orbit yang berbeda.

Di Bumi, kita mengandalkan jaringan jam atom global dan satelit GPS yang rumit. Namun, Relativitas Umum Einstein mengajarkan bahwa gravitasi dan gerakan dapat membengkokkan waktu itu sendiri.

Selain gravitasi yang lebih lemah, ada faktor lain, yakni orbit Mars yang sangat eliptis (lebih lonjong daripada Bumi) di sekeliling Matahari. 

Hal ini berarti jarak Mars ke Matahari berubah secara lebih dramatis, dan ini secara halus mempercepat atau memperlambat waktu sepanjang tahun Mars.

Menggunakan data dari pengorbit Mars NASA, Mars Reconnaissance Orbiter, para peneliti memperkirakan bahwa jam di Planet Merah rata-rata mendapat tambahan 477 mikrosekon per hari.

Variasinya hingga sekitar 226 mikrosekon tergantung pada posisi Mars di orbitnya.

Jika ditotal, selama satu tahun Mars (687 hari Bumi), pergeseran waktu ini terakumulasi menjadi sekitar 0,3 detik. 

Angka tersebut adalah selisih yang signifikan, terutama ketika kamu mencoba mengoordinasikan pesawat ruang angkasa yang terpisah puluhan juta mil.

Untuk memahami waktu di Mars, kita juga perlu mengenal konsep "Sol". 

Sejak misi pendaratan Viking pada tahun 1976, para ilmuwan NASA telah menggunakan Sol (dari bahasa Latin yang berarti Matahari) untuk mengukur waktu.

Satu Sol atau satu hari Matahari di Mars berlangsung selama 24 jam, 39 menit, dan 35 detik, sekitar 40 menit lebih lama daripada satu hari di Bumi. Satu tahun Mars terdiri dari 668 Sol.

Lalu, apa dampaknya bagi manusia? Karena waktu fisik di Mars berdetak sedikit lebih cepat, astronaut yang tinggal lama di sana secara teknis akan menua sedikit lebih cepat dibandingkan dengan mereka yang berada di Bumi. 

Mengapa para ilmuwan harus terobsesi pada perbedaan beberapa per satu juta detik?

Pikirkan tentang sistem GPS di Bumi. GPS berfungsi karena jam satelit disinkronkan hingga dalam hitungan nanodetik (sepersembilan miliar detik). Tanpa koreksi relativistik, navigasi GPS akan gagal dalam hitungan menit.

Jika koloni masa depan di Mars ingin memiliki jaringan serupa, sebuah "internet" Mars atau sistem GPS antarplanet, maka pergeseran waktu ini mutlak harus dimasukkan dalam sistem perhitungan. 

Dengan perhitungan yang presisi berkat bantuan Einstein, umat manusia selangkah lebih dekat untuk menguasai perjalanan antarplanet yang aman dan terkoordinasi.

Disadur dari ZME Science.