Στην επιφάνεια της Σελήνης, μία γήινη ημέρα θα είναι περίπου 56 μικροδευτερόλεπτα μικρότερη απ' ό,τι στον πλανήτη μας
Ίσως το μεγαλύτερο, ανατρεπτικό χαρακτηριστικό του σύμπαντός μας είναι το εγγενές πρόβλημα με την παρακολούθηση του χρόνου: τα δευτερόλεπτα περνούν ελαφρώς πιο γρήγορα στην κορυφή ενός βουνού απ' ό,τι στις κοιλάδες της Γης.
Για πρακτικούς σκοπούς, οι περισσότεροι άνθρωποι δεν χρειάζεται να ανησυχούν για αυτές τις διαφορές.
Αλλά ο νέος διαστημικός αγώνας έχει φέρει τις Ηνωμένες Πολιτείες και τους συμμάχους τους, καθώς και την Κίνα, σε έναν αγώνα για να δημιουργήσουν μόνιμους οικισμούς στη Σελήνη, και αυτό έχει φέρει ξανά τις ιδιαιτερότητες του χρόνου στο προσκήνιο.
Μικρότερη η ημέρα
Στην επιφάνεια της Σελήνης, μία γήινη ημέρα θα είναι περίπου 56 μικροδευτερόλεπτα μικρότερη απ' ό,τι στον πλανήτη μας — ένας ελάχιστος αριθμός που μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές ασυνέπειες με το πέρασμα του χρόνου.
Η NASA και οι διεθνείς συνεργάτες της αυτή τη στιγμή προσπαθούν να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα.
Οι επιστήμονες δεν προσπαθούν απλά να δημιουργήσουν μια νέα "ζώνη ώρας" στη Σελήνη, όπως έχει αναφερθεί σε κάποια δημοσιεύματα, δήλωσε η Cheryl Gramling, επικεφαλής του τμήματος Lunar Position, Navigation, Timing and Standards στο Goddard Space Flight Center της NASA στο Maryland.
Αντίθετα, η διαστημική υπηρεσία και οι συνεργάτες της προσπαθούν να δημιουργήσουν ένα εντελώς νέο "κλίμακα χρόνου", ή ένα σύστημα μέτρησης που θα λαμβάνει υπόψη το γεγονός ότι τα δευτερόλεπτα περνούν πιο γρήγορα στη Σελήνη, σημείωσε η Gramling.
Ο στόχος της υπηρεσίας είναι να συνεργαστεί με διεθνείς εταίρους για να καθιερώσει μια νέα μέθοδο παρακολούθησης του χρόνου, ειδικά για τη Σελήνη, την οποία τα διαστημικά έθνη συμφωνούν να τηρήσουν.
Τι ζητείται από τη NASA
Ένα πρόσφατο σημείωμα από τον Λευκό Οίκο ζήτησε επίσης από τη NASA να καταρτίσει τα σχέδιά της για αυτή τη νέα κλίμακα χρόνου μέχρι τις 31 Δεκεμβρίου, αποκαλώντας την "θεμελιώδη" για τις ανανεωμένες προσπάθειες των ΗΠΑ για εξερεύνηση της σεληνιακής επιφάνειας.
Το σημείωμα ζητά επίσης από τη NASA να υλοποιήσει ένα τέτοιο σύστημα μέχρι το τέλος του 2026, την ίδια χρονιά που η διαστημική υπηρεσία στοχεύει να επιστρέψει αστροναύτες στη Σελήνη για πρώτη φορά σε πέντε δεκαετίες.
Για τους χρονομέτρες του κόσμου, οι επόμενοι μήνες μπορεί να είναι καθοριστικοί για το πώς θα παρακολουθούν ακριβώς τον σεληνιακό χρόνο — και για την επίτευξη συμφωνιών σχετικά με το πώς, πότε και πού να τοποθετήσουν ρολόγια στη Σελήνη.
Ένα τέτοιο πλαίσιο θα είναι κρίσιμο για τους ανθρώπους που θα επισκεφθούν τον κοντινότερο ουράνιο γείτονά μας, είπε η Gramling στο CNN.
Οι αστροναύτες στη Σελήνη, για παράδειγμα, θα φύγουν από τα καταλύματά τους για να εξερευνήσουν την επιφάνεια και να διεξάγουν επιστημονικές έρευνες, πρόσθεσε. Επίσης, θα επικοινωνούν μεταξύ τους ή θα οδηγούν τα σεληνιακά τους οχήματα στην επιφάνεια.
«Όταν πλοηγούνται σε σχέση με τη Σελήνη», είπε η Gramling, «ο χρόνος πρέπει να είναι σχετικός με τη Σελήνη».
Μια σύντομη ιστορία του χρόνου στη Γη
Απλά ηλιακά ρολόγια ή πέτρινες κατασκευές, που παρακολουθούν τις σκιές καθώς ο ήλιος περνά από πάνω τους, καταγράφουν την πρόοδο μιας ημέρας, ακριβώς όπως οι μεταβαλλόμενες φάσεις της Σελήνης καταγράφουν την πάροδο ενός μήνα στη Γη.
Αυτοί οι φυσικοί χρονομέτρες διατηρούν τους ανθρώπους σε πρόγραμμα για χιλιετίες.
Αλλά ίσως από τη στιγμή που οι μηχανικοί ρολόγια απέκτησαν δημοτικότητα τον 14ο αιώνα, οι κατασκευαστές ρολογιών έγιναν ολοένα και πιο απαιτητικοί με την ακρίβεια.
Η ακριβής μέτρηση των δευτερολέπτων έγινε επίσης πιο περίπλοκη στις αρχές του 20ού αιώνα, χάρη στον Άλμπερτ Αϊνστάιν, τον Γερμανό φυσικό που αναστάτωσε την επιστημονική κοινότητα με τις θεωρίες του για την ειδική και γενική σχετικότητα.
«Διάβολε, αυτός ο Αϊνστάιν — ανέπτυξε τη γενική σχετικότητα, και πολλά παράξενα πράγματα βγήκαν από αυτή», είπε ο Δρ. Bruce Betts, επικεφαλής επιστήμονας στο The Planetary Society, μια μη κερδοσκοπική ομάδα συμφερόντων διαστήματος.
«Ένα από αυτά είναι ότι η βαρύτητα επιβραδύνει τον χρόνο.»
Η γενική σχετικότητα είναι περίπλοκη, αλλά σε γενικές γραμμές είναι ένα πλαίσιο που εξηγεί πώς η βαρύτητα επηρεάζει το χώρο και τον χρόνο.
Φανταστείτε ότι το ηλιακό μας σύστημα είναι ένα κομμάτι υφάσματος που κρέμεται στον αέρα.
Αυτό το ύφασμα είναι ο ίδιος ο χώρος και ο χρόνος, οι οποίοι — σύμφωνα με τις θεωρίες του Αϊνστάιν — είναι αδιαχώριστα συνδεδεμένοι.
Και κάθε ουράνιο σώμα μέσα στο ηλιακό σύστημα, από τον ήλιο μέχρι τους πλανήτες, είναι σαν μια βαριά μπάλα που κάθεται πάνω στο ύφασμα.
Όσο βαρύτερη είναι η μπάλα, τόσο βαθύτερο είναι το λάκκο που δημιουργεί, παραμορφώνοντας το χώρο και το χρόνο.
Ο ανθρώπινος παράγοντας
Ακόμα και η ιδέα του «δευτερολέπτου» στη Γη είναι μια ανθρώπινη επινόηση που είναι δύσκολη να μετρηθεί.
Και ήταν η θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν που εξήγησε γιατί ο χρόνος περνά λίγο πιο αργά σε χαμηλότερα υψόμετρα — επειδή η βαρύτητα έχει ισχυρότερη επίδραση κοντά σε ένα τεράστιο αντικείμενο (όπως ο πλανήτης μας).
Οι επιστήμονες βρήκαν μια σύγχρονη λύση για όλες τις περιπλοκές της σχετικότητας για την παρακολούθηση του χρόνου στη Γη: Για να λάβουν υπόψη τις αμελητέες διαφορές, εγκατέστησαν μερικές εκατοντάδες ατομικά ρολόγια σε διάφορες τοποθεσίες παγκοσμίως.
Τα ατομικά ρολόγια είναι υπερ-ακριβή όργανα που χρησιμοποιούν τη δόνηση των ατόμων για να μετρήσουν την πάροδο του χρόνου, και αυτά τα ρολόγια — σύμφωνα με τις θεωρίες του Αϊνστάιν — τικούν πιο αργά όσο πιο κοντά στην επιφάνεια της Γης βρίσκονται.
Τα αποτελέσματα των ατομικών ρολογιών σε όλο τον κόσμο μπορούν να υπολογιστούν για να έχουμε μια ευρεία αλλά όσο το δυνατόν πιο ακριβή αίσθηση του χρόνου για τον πλανήτη Γη συνολικά, δίνοντάς μας τον Συντονισμένο Καθολικό Χρόνο (UTC).
Παρόλα αυτά, κατά καιρούς προστίθενται «δεύτερα άλματα» για να διατηρείται το UTC σε συμφωνία με τις ελαφρές αλλαγές στην ταχύτητα περιστροφής της Γης.
Αυτός ο μεθοδικός τρόπος παρακολούθησης του χρόνου βοηθάει να λειτουργήσει ο σύγχρονος κόσμος — μεταφορικά, όπως λέει ο Kevin Coggins, αναπληρωτής διευθυντής του προγράμματος Space Communications and Navigation της NASA.
«Αν έχεις μελετήσει τον χρόνο στη Γη, συνειδητοποιείς ότι είναι το κρίσιμο εργαλείο για τα πάντα: την οικονομία, την ασφάλεια των τροφίμων, το εμπόριο, τη χρηματοπιστωτική κοινότητα, ακόμα και την εξερεύνηση του πετρελαίου», είπε ο Coggins. «Είναι σε όλα όσα έχουν σημασία στη σύγχρονη κοινωνία.»
Διαστήμα, χρόνος: Η συνεχής ερώτηση
Αν ο χρόνος κινείται διαφορετικά στις κορυφές των βουνών από ό,τι στις ακτές του ωκεανού, μπορείς να φανταστείς ότι τα πράγματα γίνονται ακόμα πιο παράξενα όσο πιο μακριά φεύγεις από τη Γη.
Για να προσθέσουμε περισσότερη περιπλοκή: ο χρόνος περνά επίσης πιο αργά όσο πιο γρήγορα κινείται κάποιος ή ένα διαστημικό σκάφος, σύμφωνα με τη θεωρία της ειδικής σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Οι αστροναύτες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, για παράδειγμα, είναι τυχεροί, είπε ο Δρ. Bijunath Patla, θεωρητικός φυσικός με το Αμερικανικό Ινστιτούτο Πρότυπων και Τεχνολογίας, σε συνέντευξη μέσω τηλεφώνου.
Παρά το ότι ο διαστημικός σταθμός περιστρέφεται περίπου 200 μίλια (322 χιλιόμετρα) πάνω από την επιφάνεια της Γης, ταξιδεύει επίσης με υψηλές ταχύτητες — περνώντας γύρω από τον πλανήτη 16 φορές την ημέρα — έτσι οι επιπτώσεις της σχετικότητας λίγο πολύ εξουδετερώνονται, είπε ο Patla.
Για τον λόγο αυτό, οι αστροναύτες στον διαστημικό σταθμό μπορούν εύκολα να χρησιμοποιούν τον χρόνο της Γης για να παραμένουν εντός προγράμματος.
Για άλλες αποστολές, όμως, δεν είναι τόσο απλό.
Ευτυχώς, οι επιστήμονες ήδη διαθέτουν δεκαετίες εμπειρίας στην αντιμετώπιση των περιπλοκών.
Τα διαστημικά σκάφη, για παράδειγμα, είναι εξοπλισμένα με τα δικά τους ρολόγια, τα οποία ονομάζονται ταλαντωτές, δήλωσε η Gramling.
«Διατηρούν τον δικό τους χρόνο», είπε η Gramling. «Και οι περισσότερες από τις επιχειρήσεις μας για τα διαστημικά σκάφη — ακόμα και για εκείνα που βρίσκονται μέχρι τον Πλούτωνα ή την Ζώνη του Κούιπερ, όπως το New Horizons — (εξαρτώνται από) σταθμούς εδάφους που βρίσκονται στη Γη. Έτσι, ό,τι κάνουν πρέπει να αντιστοιχεί με το UTC.»
Αλλά αυτά τα διαστημικά σκάφη εξαρτώνται επίσης από τον δικό τους χρόνο, είπε η Gramling. Τα οχήματα που εξερευνούν το ηλιακό σύστημα πρέπει, για παράδειγμα, να γνωρίζουν — με βάση τη δική τους κλίμακα χρόνου — πότε πλησιάζουν έναν πλανήτη, σε περίπτωση που το διαστημικό σκάφος πρέπει να χρησιμοποιήσει αυτό το πλανητικό σώμα για πλοήγηση, πρόσθεσε.
Τα ρολόγια στους δορυφόρους
Για 50 χρόνια, οι επιστήμονες παρατηρούσαν επίσης τα ατομικά ρολόγια που βρίσκονται σε δορυφόρους του GPS, οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από τη Γη περίπου 12.550 μίλια (20.200 χιλιόμετρα) μακριά — ή περίπου ένα ενδέκατο της απόστασης ανάμεσα στον πλανήτη μας και τη Σελήνη.
Η μελέτη αυτών των ρολογιών έδωσε στους επιστήμονες ένα καλό σημείο εκκίνησης για να αρχίσουν να επεκτείνουν τις μετρήσεις τους, καθώς προσπαθούν να δημιουργήσουν μια νέα κλίμακα χρόνου για τη Σελήνη, είπε ο Patla.
«Μπορούμε εύκολα να συγκρίνουμε τα ρολόγια GPS με ρολόγια στη Γη», είπε ο Patla, προσθέτοντας ότι οι επιστήμονες έχουν βρει έναν τρόπο να επιβραδύνουν ελαφρώς τα ρολόγια GPS, κάνοντάς τα να τικούν πιο κοντά στα ρολόγια της Γης.
«Προφανώς δεν είναι τόσο εύκολο όσο ακούγεται, αλλά είναι πιο εύκολο από το να κάνουμε χάος.»
Ωστόσο, για τη Σελήνη, οι επιστήμονες πιθανότατα δεν θα προσπαθήσουν να επιβραδύνουν τα ρολόγια.
Ελπίζουν να μετρήσουν με ακρίβεια τον σεληνιακό χρόνο όπως είναι — ενώ εξασφαλίζουν ότι θα μπορεί να συνδεθεί με τον χρόνο της Γης, σύμφωνα με τον Patla, ο οποίος πρόσφατα συνέγραψε ένα άρθρο που περιγράφει ένα πλαίσιο για τον σεληνιακό χρόνο.
Η μελέτη, για την ιστορία, προσπάθησε επίσης να προσδιορίσει ακριβώς πόσο μακριά είναι ο χρόνος της Σελήνης από αυτόν της Γης, καθώς οι εκτιμήσεις έχουν κυμανθεί μεταξύ 56 και 59 μικροδευτερολέπτων ανά ημέρα.
Τα ρολόγια στην ισημερινή ζώνη της Σελήνης θα τικούν 56.02 μικροδευτερόλεπτα πιο γρήγορα την ημέρα από ό,τι τα ρολόγια στην ισημερινή ζώνη της Γης, σύμφωνα με το άρθρο.
Σεληνιακός μηχανισμός ρολογιού
Αυτό που γνωρίζουν οι επιστήμονες με βεβαιότητα είναι ότι πρέπει να στείλουν ακριβή χρονομετρικά όργανα στη Σελήνη.
Ακριβώς ποιος θα πληρώσει για τα ρολόγια της Σελήνης, ποια είδη ρολογιών θα σταλούν και πώς ακριβώς αυτά θα τοποθετηθούν, παραμένει ακόμα ασαφές, δήλωσε η Gramling.
Ο χρόνος είναι επίσης βασικός για την κατανόηση της θέσης και του προσανατολισμού στη Σελήνη, κάτι που είναι κρίσιμο για τη μελλοντική εξερεύνηση και ανάπτυξη του διαστήματος.
Οπότε οι επιστήμονες, σύμφωνα με τη Gramling, εξετάζουν διαφορετικά είδη ρολογιών που μπορεί να χρησιμοποιηθούν στη Σελήνη.
Ορισμένα ρολόγια θα είναι "σταθερά", παραμένοντας σε μια τοποθεσία στη Σελήνη για μεγάλα χρονικά διαστήματα, ενώ άλλα μπορεί να χρησιμοποιηθούν σε διαστημικά σκάφη που μετακινούνται στη γύρω περιοχή.
Αυτή η έρευνα έχει ακόμα πολύ δρόμο μπροστά της, αλλά οι επιστήμονες είναι αποφασισμένοι να ανακαλύψουν έναν τρόπο να παρακολουθούν τον χρόνο, όχι μόνο για τη Γη αλλά και για την επιφάνεια της Σελήνης, κάτι που έχει πολύ μεγαλύτερη σημασία από ό,τι φαίνεται με την πρώτη ματιά.
www.bankingnews.gr
Για πρακτικούς σκοπούς, οι περισσότεροι άνθρωποι δεν χρειάζεται να ανησυχούν για αυτές τις διαφορές.
Αλλά ο νέος διαστημικός αγώνας έχει φέρει τις Ηνωμένες Πολιτείες και τους συμμάχους τους, καθώς και την Κίνα, σε έναν αγώνα για να δημιουργήσουν μόνιμους οικισμούς στη Σελήνη, και αυτό έχει φέρει ξανά τις ιδιαιτερότητες του χρόνου στο προσκήνιο.
Μικρότερη η ημέρα
Στην επιφάνεια της Σελήνης, μία γήινη ημέρα θα είναι περίπου 56 μικροδευτερόλεπτα μικρότερη απ' ό,τι στον πλανήτη μας — ένας ελάχιστος αριθμός που μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές ασυνέπειες με το πέρασμα του χρόνου.
Η NASA και οι διεθνείς συνεργάτες της αυτή τη στιγμή προσπαθούν να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα.
Οι επιστήμονες δεν προσπαθούν απλά να δημιουργήσουν μια νέα "ζώνη ώρας" στη Σελήνη, όπως έχει αναφερθεί σε κάποια δημοσιεύματα, δήλωσε η Cheryl Gramling, επικεφαλής του τμήματος Lunar Position, Navigation, Timing and Standards στο Goddard Space Flight Center της NASA στο Maryland.
Αντίθετα, η διαστημική υπηρεσία και οι συνεργάτες της προσπαθούν να δημιουργήσουν ένα εντελώς νέο "κλίμακα χρόνου", ή ένα σύστημα μέτρησης που θα λαμβάνει υπόψη το γεγονός ότι τα δευτερόλεπτα περνούν πιο γρήγορα στη Σελήνη, σημείωσε η Gramling.
Ο στόχος της υπηρεσίας είναι να συνεργαστεί με διεθνείς εταίρους για να καθιερώσει μια νέα μέθοδο παρακολούθησης του χρόνου, ειδικά για τη Σελήνη, την οποία τα διαστημικά έθνη συμφωνούν να τηρήσουν.
Τι ζητείται από τη NASA
Ένα πρόσφατο σημείωμα από τον Λευκό Οίκο ζήτησε επίσης από τη NASA να καταρτίσει τα σχέδιά της για αυτή τη νέα κλίμακα χρόνου μέχρι τις 31 Δεκεμβρίου, αποκαλώντας την "θεμελιώδη" για τις ανανεωμένες προσπάθειες των ΗΠΑ για εξερεύνηση της σεληνιακής επιφάνειας.
Το σημείωμα ζητά επίσης από τη NASA να υλοποιήσει ένα τέτοιο σύστημα μέχρι το τέλος του 2026, την ίδια χρονιά που η διαστημική υπηρεσία στοχεύει να επιστρέψει αστροναύτες στη Σελήνη για πρώτη φορά σε πέντε δεκαετίες.
Για τους χρονομέτρες του κόσμου, οι επόμενοι μήνες μπορεί να είναι καθοριστικοί για το πώς θα παρακολουθούν ακριβώς τον σεληνιακό χρόνο — και για την επίτευξη συμφωνιών σχετικά με το πώς, πότε και πού να τοποθετήσουν ρολόγια στη Σελήνη.
Ένα τέτοιο πλαίσιο θα είναι κρίσιμο για τους ανθρώπους που θα επισκεφθούν τον κοντινότερο ουράνιο γείτονά μας, είπε η Gramling στο CNN.
Οι αστροναύτες στη Σελήνη, για παράδειγμα, θα φύγουν από τα καταλύματά τους για να εξερευνήσουν την επιφάνεια και να διεξάγουν επιστημονικές έρευνες, πρόσθεσε. Επίσης, θα επικοινωνούν μεταξύ τους ή θα οδηγούν τα σεληνιακά τους οχήματα στην επιφάνεια.
«Όταν πλοηγούνται σε σχέση με τη Σελήνη», είπε η Gramling, «ο χρόνος πρέπει να είναι σχετικός με τη Σελήνη».
Μια σύντομη ιστορία του χρόνου στη Γη
Απλά ηλιακά ρολόγια ή πέτρινες κατασκευές, που παρακολουθούν τις σκιές καθώς ο ήλιος περνά από πάνω τους, καταγράφουν την πρόοδο μιας ημέρας, ακριβώς όπως οι μεταβαλλόμενες φάσεις της Σελήνης καταγράφουν την πάροδο ενός μήνα στη Γη.
Αυτοί οι φυσικοί χρονομέτρες διατηρούν τους ανθρώπους σε πρόγραμμα για χιλιετίες.
Αλλά ίσως από τη στιγμή που οι μηχανικοί ρολόγια απέκτησαν δημοτικότητα τον 14ο αιώνα, οι κατασκευαστές ρολογιών έγιναν ολοένα και πιο απαιτητικοί με την ακρίβεια.
Η ακριβής μέτρηση των δευτερολέπτων έγινε επίσης πιο περίπλοκη στις αρχές του 20ού αιώνα, χάρη στον Άλμπερτ Αϊνστάιν, τον Γερμανό φυσικό που αναστάτωσε την επιστημονική κοινότητα με τις θεωρίες του για την ειδική και γενική σχετικότητα.
«Διάβολε, αυτός ο Αϊνστάιν — ανέπτυξε τη γενική σχετικότητα, και πολλά παράξενα πράγματα βγήκαν από αυτή», είπε ο Δρ. Bruce Betts, επικεφαλής επιστήμονας στο The Planetary Society, μια μη κερδοσκοπική ομάδα συμφερόντων διαστήματος.
«Ένα από αυτά είναι ότι η βαρύτητα επιβραδύνει τον χρόνο.»
Η γενική σχετικότητα είναι περίπλοκη, αλλά σε γενικές γραμμές είναι ένα πλαίσιο που εξηγεί πώς η βαρύτητα επηρεάζει το χώρο και τον χρόνο.
Φανταστείτε ότι το ηλιακό μας σύστημα είναι ένα κομμάτι υφάσματος που κρέμεται στον αέρα.
Αυτό το ύφασμα είναι ο ίδιος ο χώρος και ο χρόνος, οι οποίοι — σύμφωνα με τις θεωρίες του Αϊνστάιν — είναι αδιαχώριστα συνδεδεμένοι.
Και κάθε ουράνιο σώμα μέσα στο ηλιακό σύστημα, από τον ήλιο μέχρι τους πλανήτες, είναι σαν μια βαριά μπάλα που κάθεται πάνω στο ύφασμα.
Όσο βαρύτερη είναι η μπάλα, τόσο βαθύτερο είναι το λάκκο που δημιουργεί, παραμορφώνοντας το χώρο και το χρόνο.
Ο ανθρώπινος παράγοντας
Ακόμα και η ιδέα του «δευτερολέπτου» στη Γη είναι μια ανθρώπινη επινόηση που είναι δύσκολη να μετρηθεί.
Και ήταν η θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν που εξήγησε γιατί ο χρόνος περνά λίγο πιο αργά σε χαμηλότερα υψόμετρα — επειδή η βαρύτητα έχει ισχυρότερη επίδραση κοντά σε ένα τεράστιο αντικείμενο (όπως ο πλανήτης μας).
Οι επιστήμονες βρήκαν μια σύγχρονη λύση για όλες τις περιπλοκές της σχετικότητας για την παρακολούθηση του χρόνου στη Γη: Για να λάβουν υπόψη τις αμελητέες διαφορές, εγκατέστησαν μερικές εκατοντάδες ατομικά ρολόγια σε διάφορες τοποθεσίες παγκοσμίως.
Τα ατομικά ρολόγια είναι υπερ-ακριβή όργανα που χρησιμοποιούν τη δόνηση των ατόμων για να μετρήσουν την πάροδο του χρόνου, και αυτά τα ρολόγια — σύμφωνα με τις θεωρίες του Αϊνστάιν — τικούν πιο αργά όσο πιο κοντά στην επιφάνεια της Γης βρίσκονται.
Τα αποτελέσματα των ατομικών ρολογιών σε όλο τον κόσμο μπορούν να υπολογιστούν για να έχουμε μια ευρεία αλλά όσο το δυνατόν πιο ακριβή αίσθηση του χρόνου για τον πλανήτη Γη συνολικά, δίνοντάς μας τον Συντονισμένο Καθολικό Χρόνο (UTC).
Παρόλα αυτά, κατά καιρούς προστίθενται «δεύτερα άλματα» για να διατηρείται το UTC σε συμφωνία με τις ελαφρές αλλαγές στην ταχύτητα περιστροφής της Γης.
Αυτός ο μεθοδικός τρόπος παρακολούθησης του χρόνου βοηθάει να λειτουργήσει ο σύγχρονος κόσμος — μεταφορικά, όπως λέει ο Kevin Coggins, αναπληρωτής διευθυντής του προγράμματος Space Communications and Navigation της NASA.
«Αν έχεις μελετήσει τον χρόνο στη Γη, συνειδητοποιείς ότι είναι το κρίσιμο εργαλείο για τα πάντα: την οικονομία, την ασφάλεια των τροφίμων, το εμπόριο, τη χρηματοπιστωτική κοινότητα, ακόμα και την εξερεύνηση του πετρελαίου», είπε ο Coggins. «Είναι σε όλα όσα έχουν σημασία στη σύγχρονη κοινωνία.»
Διαστήμα, χρόνος: Η συνεχής ερώτηση
Αν ο χρόνος κινείται διαφορετικά στις κορυφές των βουνών από ό,τι στις ακτές του ωκεανού, μπορείς να φανταστείς ότι τα πράγματα γίνονται ακόμα πιο παράξενα όσο πιο μακριά φεύγεις από τη Γη.
Για να προσθέσουμε περισσότερη περιπλοκή: ο χρόνος περνά επίσης πιο αργά όσο πιο γρήγορα κινείται κάποιος ή ένα διαστημικό σκάφος, σύμφωνα με τη θεωρία της ειδικής σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Οι αστροναύτες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, για παράδειγμα, είναι τυχεροί, είπε ο Δρ. Bijunath Patla, θεωρητικός φυσικός με το Αμερικανικό Ινστιτούτο Πρότυπων και Τεχνολογίας, σε συνέντευξη μέσω τηλεφώνου.
Παρά το ότι ο διαστημικός σταθμός περιστρέφεται περίπου 200 μίλια (322 χιλιόμετρα) πάνω από την επιφάνεια της Γης, ταξιδεύει επίσης με υψηλές ταχύτητες — περνώντας γύρω από τον πλανήτη 16 φορές την ημέρα — έτσι οι επιπτώσεις της σχετικότητας λίγο πολύ εξουδετερώνονται, είπε ο Patla.
Για τον λόγο αυτό, οι αστροναύτες στον διαστημικό σταθμό μπορούν εύκολα να χρησιμοποιούν τον χρόνο της Γης για να παραμένουν εντός προγράμματος.
Για άλλες αποστολές, όμως, δεν είναι τόσο απλό.
Ευτυχώς, οι επιστήμονες ήδη διαθέτουν δεκαετίες εμπειρίας στην αντιμετώπιση των περιπλοκών.
Τα διαστημικά σκάφη, για παράδειγμα, είναι εξοπλισμένα με τα δικά τους ρολόγια, τα οποία ονομάζονται ταλαντωτές, δήλωσε η Gramling.
«Διατηρούν τον δικό τους χρόνο», είπε η Gramling. «Και οι περισσότερες από τις επιχειρήσεις μας για τα διαστημικά σκάφη — ακόμα και για εκείνα που βρίσκονται μέχρι τον Πλούτωνα ή την Ζώνη του Κούιπερ, όπως το New Horizons — (εξαρτώνται από) σταθμούς εδάφους που βρίσκονται στη Γη. Έτσι, ό,τι κάνουν πρέπει να αντιστοιχεί με το UTC.»
Αλλά αυτά τα διαστημικά σκάφη εξαρτώνται επίσης από τον δικό τους χρόνο, είπε η Gramling. Τα οχήματα που εξερευνούν το ηλιακό σύστημα πρέπει, για παράδειγμα, να γνωρίζουν — με βάση τη δική τους κλίμακα χρόνου — πότε πλησιάζουν έναν πλανήτη, σε περίπτωση που το διαστημικό σκάφος πρέπει να χρησιμοποιήσει αυτό το πλανητικό σώμα για πλοήγηση, πρόσθεσε.
Τα ρολόγια στους δορυφόρους
Για 50 χρόνια, οι επιστήμονες παρατηρούσαν επίσης τα ατομικά ρολόγια που βρίσκονται σε δορυφόρους του GPS, οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από τη Γη περίπου 12.550 μίλια (20.200 χιλιόμετρα) μακριά — ή περίπου ένα ενδέκατο της απόστασης ανάμεσα στον πλανήτη μας και τη Σελήνη.
Η μελέτη αυτών των ρολογιών έδωσε στους επιστήμονες ένα καλό σημείο εκκίνησης για να αρχίσουν να επεκτείνουν τις μετρήσεις τους, καθώς προσπαθούν να δημιουργήσουν μια νέα κλίμακα χρόνου για τη Σελήνη, είπε ο Patla.
«Μπορούμε εύκολα να συγκρίνουμε τα ρολόγια GPS με ρολόγια στη Γη», είπε ο Patla, προσθέτοντας ότι οι επιστήμονες έχουν βρει έναν τρόπο να επιβραδύνουν ελαφρώς τα ρολόγια GPS, κάνοντάς τα να τικούν πιο κοντά στα ρολόγια της Γης.
«Προφανώς δεν είναι τόσο εύκολο όσο ακούγεται, αλλά είναι πιο εύκολο από το να κάνουμε χάος.»
Ωστόσο, για τη Σελήνη, οι επιστήμονες πιθανότατα δεν θα προσπαθήσουν να επιβραδύνουν τα ρολόγια.
Ελπίζουν να μετρήσουν με ακρίβεια τον σεληνιακό χρόνο όπως είναι — ενώ εξασφαλίζουν ότι θα μπορεί να συνδεθεί με τον χρόνο της Γης, σύμφωνα με τον Patla, ο οποίος πρόσφατα συνέγραψε ένα άρθρο που περιγράφει ένα πλαίσιο για τον σεληνιακό χρόνο.
Η μελέτη, για την ιστορία, προσπάθησε επίσης να προσδιορίσει ακριβώς πόσο μακριά είναι ο χρόνος της Σελήνης από αυτόν της Γης, καθώς οι εκτιμήσεις έχουν κυμανθεί μεταξύ 56 και 59 μικροδευτερολέπτων ανά ημέρα.
Τα ρολόγια στην ισημερινή ζώνη της Σελήνης θα τικούν 56.02 μικροδευτερόλεπτα πιο γρήγορα την ημέρα από ό,τι τα ρολόγια στην ισημερινή ζώνη της Γης, σύμφωνα με το άρθρο.
Σεληνιακός μηχανισμός ρολογιού
Αυτό που γνωρίζουν οι επιστήμονες με βεβαιότητα είναι ότι πρέπει να στείλουν ακριβή χρονομετρικά όργανα στη Σελήνη.
Ακριβώς ποιος θα πληρώσει για τα ρολόγια της Σελήνης, ποια είδη ρολογιών θα σταλούν και πώς ακριβώς αυτά θα τοποθετηθούν, παραμένει ακόμα ασαφές, δήλωσε η Gramling.
Ο χρόνος είναι επίσης βασικός για την κατανόηση της θέσης και του προσανατολισμού στη Σελήνη, κάτι που είναι κρίσιμο για τη μελλοντική εξερεύνηση και ανάπτυξη του διαστήματος.
Οπότε οι επιστήμονες, σύμφωνα με τη Gramling, εξετάζουν διαφορετικά είδη ρολογιών που μπορεί να χρησιμοποιηθούν στη Σελήνη.
Ορισμένα ρολόγια θα είναι "σταθερά", παραμένοντας σε μια τοποθεσία στη Σελήνη για μεγάλα χρονικά διαστήματα, ενώ άλλα μπορεί να χρησιμοποιηθούν σε διαστημικά σκάφη που μετακινούνται στη γύρω περιοχή.
Αυτή η έρευνα έχει ακόμα πολύ δρόμο μπροστά της, αλλά οι επιστήμονες είναι αποφασισμένοι να ανακαλύψουν έναν τρόπο να παρακολουθούν τον χρόνο, όχι μόνο για τη Γη αλλά και για την επιφάνεια της Σελήνης, κάτι που έχει πολύ μεγαλύτερη σημασία από ό,τι φαίνεται με την πρώτη ματιά.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών