Su Marte gli orologi corrono più veloci di 477 microsecondi al giorno: la prima misura del tempo firmata NIST

477 microsecondi al giorno: è quanto, in media, un orologio su Marte segna in più rispetto a uno identico sulla Terra, secondo un nuovo calcolo del National Institute of Standards and Technology (NIST). La misura, dettagliata in uno studio pubblicato su The Astronomical Journal, è la prima determinazione precisa del tempo marziano ed è di cruciale importanza per pianificare future missioni spaziali, navigazione e comunicazioni interplanetarie.

Sebbene la differenza con la Terra possa sembrare minima — meno di un millesimo del tempo impiegato per battere le palpebre — la misura fornisce una base indispensabile per sincronizzare rover, satelliti e reti di comunicazione tra la Terra e Marte. “È bello sapere per la prima volta cosa sta succedendo su Marte in termini di tempo. Nessuno lo sapeva prima – afferma Bijunath Patla, fisico del NIST e co-autore dello studio – . Il passare del tempo è fondamentale per la Teoria della Relatività: come lo si comprende, come lo si calcola e cosa lo influenza”.

Questi risultati seguono un articolo del 2024 in cui i fisici del NIST hanno sviluppato un piano per la misurazione precisa del tempo sulla Luna, mostrando come la ricerca sul tempo planetario sia in continua evoluzione e progressione.

Secondo Patla e il collega Neil Ashby, questo nuovo calcolo rappresenta un punto di riferimento fondamentale: “Capire come ticchettano gli orologi sui pianeti più remoti amplia la nostra conoscenza della relatività e prepara la tecnologia per missioni future”.

La misura costituisce così la base su cui progettare sistemi di navigazione e comunicazione interplanetaria affidabili, offrendo per la prima volta dati concreti sul funzionamento degli orologi su altri pianeti e rafforzando le teorie della relatività di Einstein.

La prima misura del tempo su Marte: lo studio NIST

Determinare l’esatto ticchettio degli orologi su Marte è stata una sfida scientifica senza precedenti. I fisici del National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno dovuto considerare simultaneamente la gravità superficiale marziana, cinque volte più debole di quella terrestre, e l’orbita eccentrica del pianeta intorno al Sole. “Un problema a tre corpi è estremamente complicato. Ora ne abbiamo a che fare con quattro: il Sole, la Terra, la Luna e Marte” spiega Patla.

Grazie a un’analisi dei dati raccolti dalle missioni spaziali e all’applicazione di modelli relativistici avanzati, Patla e Ashby hanno calcolato che su Marte gli orologi corrono in media 477 microsecondi al giorno più velocemente rispetto a quelli terrestri. Le variazioni dovute all’orbita eccentrica e agli effetti gravitazionali dei corpi vicini possono far oscillare questo valore fino a 226 microsecondi al giorno nel corso dell’anno marziano.

“È incredibile poter quantificare con precisione ciò che succede al passare del tempo su un altro pianeta – ha aggiunto Ashby – . Questi calcoli non solo supportano le missioni future, ma arricchiscono la nostra comprensione delle teorie della relatività”.

Perché 477 microsecondi fanno la differenza: applicazioni pratiche e prossimi passi

Anche una differenza apparentemente minima di 477 microsecondi al giorno può avere un impatto decisivo sulle missioni interplanetarie. Per coordinare rover, satelliti e reti di comunicazione tra Terra e Marte, è necessario comprendere con precisione ogni singolo secondo. Ritardi di pochi minuti o errori di comunicazione possono compromettere operazioni critiche, come il controllo remoto dei rover o il trasferimento di dati scientifici.

“Se si ottiene la sincronizzazione, sarà quasi come una comunicazione in tempo reale, senza alcuna perdita di informazioni” ha osservato Patla.

I ricercatori sottolineano che questo calcolo rappresenta un passo fondamentale verso reti di comunicazione affidabili su grandi distanze, aprendo la strada a un vero e proprio “Internet del Sistema solare”.

Oltre all’applicazione pratica, questi risultati hanno anche un forte valore scientifico: confrontare il tempo tra Terra, Luna e Marte permette di testare e raffinare le predizioni della relatività generale ed evidenziare gli effetti gravitazionali multicorpo sul passaggio del tempo. Come conclude Ashby: “Studiare queste problematiche ora ci prepara a tutte le variabili che incontreremo nelle future missioni umane e robotiche su Marte”.