Các nhà khoa học đã tính toán rằng thời gian trôi qua trên Sao Hỏa nhanh hơn so với trên Trái đất với mức chênh lệch trung bình là 477 micro giây (477 phần triệu giây) mỗi ngày.
Sự chênh lệch này, gây ra bởi hiệu ứng giãn nở thời gian trong Thuyết Tương đối Rộng của Albert Einstein, sẽ có ý nghĩa quan trọng đối với các mạng lưới định vị và liên lạc tương lai giữa các hành tinh.
Nghiên cứu đã xem xét các yếu tố chính để tính toán sự chênh lệch thời gian là lực hấp dẫn yếu hơn khoảng năm lần trên Sao Hỏa, vận tốc quỹ đạo, độ lệch tâm của quỹ đạo Sao Hỏa quanh Mặt trời, cũng như tác động hấp dẫn của các thiên thể gần nó nhất.
Giãn nở thời gian theo thuyết tương đối rộng
Thuyết Tương đối Rộng của Einstein mô tả cách đồng hồ có thể chạy nhanh hơn hoặc chậm hơn, tùy thuộc vào trường hấp dẫn và vận tốc mà chúng đang chịu tác động. Hiện tượng này được gọi là sự giãn nở thời gian.
Khi một vật thể di chuyển càng gần tốc độ ánh sáng, đồng hồ của nó sẽ tích tắc càng chậm so với một người quan sát đứng yên. Đây là nguyên lý giải thích cho nghịch lý song sinh.
Thời gian trôi chậm hơn khi ở gần một trường hấp dẫn mạnh hơn vì vậy đồng hồ sẽ tích tắc chậm hơn trong môi trường trọng lực mạnh.
Sao Hỏa xa Mặt trời hơn Trái đất, dẫn đến nó quay quanh Mặt trời với tốc độ chậm hơn. Điều này lẽ ra phải làm cho đồng hồ trên Sao Hỏa tích tắc chậm hơn so với Trái đất. Tuy nhiên, do quỹ đạo của Sao Hỏa có độ lệch tâm lớn hơn, vận tốc của Sao Hỏa trên quỹ đạo thay đổi, tăng tốc khi gần Mặt trời hơn và chậm lại khi xa hơn.
Khoảng cách của Sao Hỏa so với trường hấp dẫn của Mặt trời và của hệ Trái đất-Mặt trăng cũng thay đổi trong suốt một năm Sao Hỏa.
Kết hợp lại, những yếu tố này dẫn đến việc đồng hồ trên Sao Hỏa tích tắc nhanh hơn so với trên Trái đất.
Đối với một phi hành gia trên Sao Hỏa, một giây vẫn là một giây. Tuy nhiên, đối với một người quan sát trên Trái Đất, giây đó trôi nhanh hơn đôi chút.
Tác động trong tương lai
Mặc dù sự chênh lệch không lớn như trong môi trường cực đoan gần hố đen hay trên tàu vũ trụ tốc độ cao, nhưng đủ để ảnh hưởng đến các hệ thống định vị và viễn thông tương lai.
Chẳng hạn, các công nghệ hiện đại như 5G yêu cầu độ chính xác đến từng phần mười micro giây.
Việc hiểu rõ chênh lệch thời gian sẽ giúp đồng bộ hóa đồng hồ giữa Trái đất và Sao Hỏa, từ đó cải thiện độ chính xác của việc truyền dữ liệu liên hành tinh.
