فضانوردان در فضا چقدر در زمان جلو خواهند رفت؟

همۀ ما اتساع زمان را تا حد بسیار کمی تجربه می‌کنیم، زیرا پا‌های ما به مرکز جاذبه نزدیک‌تر از سر‌های ما هستند و بنابراین سر‌ها کمی سریع‌تر از پا‌ها پیر می‌شوند. اما این برای فضانوردانی که به مریخ بروند چگونه رخ خواهد داد و مقدار آن چقدر خواهد بود؟

به گزارش خبرآنلاین، اول از همه، بیایید فرض کنیم که همه در یک صفحه هستیم. زمان برای ناظران مختلف، بسته به سرعت نسبی آنها، و نزدیکی آن‌ها به میدان‌های گرانشی مجاور، با شدت‌های متفاوتی می‌گذرد.

«اتساع زمان»، تفاوت بین زمان سپری شده در دو شیء (مثل ساعت) است که در موقعیت‌های مختلف نسبت به میدان گرانش قرار دارند؛ همانطور که در نظریۀ نسبیت خاص و نسبیت عام توضیح داده شده است.

گرانش یا جاذبه فضازمان را منحنی می‌کند. نتیجه این است که هر چه گرانش قوی‌تر در نزدیکی شما باشد، و هر چه به جرمی که آن را ایجاد می‌کند نزدیک‌تر باشید، زمان کندتر حرکت می‌کند (از نقطه نظر یک ناظر یا هر کسی که ساعت دوم را داشته باشد. اما از دیدگاه خود شما، زمان در حالت معمول حرکت می‌کند). اینگونه است که پای شما از سر شما به طور نسبی جوانتر است.

هر چه بیشتر از گرانش زمین دور شوید، مثلاً با کار در بالای یک آسمان خراش، اثر اتساع زمان (در مقایسه با ناظران روی زمین) بارزتر است. البته این یک اثر بزرگ نیست، بلکه فقط با کسری کوچک از نانوثانیه در سال اندازه‌گیری می‌شود.

اما برای فضانوردانی که برای مدت طولانی در محیط‌هایی با گرانش صفر زندگی می‌کنند، این اثر بارزتر است؛ هرچند که این تاثیر به خاطر سرعتی که سفینه‌های حامل فضانوردان در سفرهایشان دارند، تقریبا خنثی می‌شود.

کالین استورات محقق فضا می‌گوید: «از آنجایی که فضانوردان و ماهواره‌هایی که به دور زمین می‌چرخند کمی دورتر از مرکز سیاره هستند (در مقایسه با افراد روی زمین)، آن‌ها در واقع اتساع زمان بیشتری را تجربه می‌کنند.

با این حال، این اثر بسیار کوچک است، زیرا سرعت بالای آن‌ها این تاثیر را خنثی می‌کند و بنابراین فضانوردان واقعاً مقدار خیلی کمی به سمت آینده خود سفر می‌کنند».

فضانورد سرگئی کریکالف - که با فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی به مدت ۳۱۱ روز در فضا سرگردان شد و در مجموع ۸۰۳ روز و ۹ ساعت و ۳۹ دقیقه حضور در فضا را به ثبت رساند، طبق گزارش Universe Today، به مقدار ۰.۰۲ ثانیه به آینده سفر کرد.

با رفتن به مریخ در یک سفر رفت و برگشت ۲۱ ماهه، فضانوردان مقدار کمی اتساع زمانی را تجربه خواهند کرد. از دیدگاه آنها، زمان به طور عادی می‌گذرد - در حالی که در مقایسه با ناظران زمین، احتمالاً چند نانوثانیه اختلاف وجود خواهد داشت.

اگرچه سرعت حرکت آن‌ها بیشتر از هر انسانی در تاریخ خواهد بود، در مقایسه با سرعت نور (جایی که اثرات اتساع زمان کاملا مشخص می‌شود) بسیار اندک است.

اگر قرار باشد فضانوردان برای مدت زمان طولانی در مریخ بمانند، آنگاه اثر اتساع زمان گرانشی در محدودۀ قابل توجهی قرار می‌گیرد. برای مثال انسانی که دقیقاً ۸۰ سال روی مریخ زندگی کند، حدود ۱۲ ثانیه زودتر از زمانی که دقیقاً ۸۰ سال روی زمین زندگی می‌کرد، می‌میرد.