मंगल पर समय तेज़ चलता है! पृथ्वी से रोज़ 477 माइक्रोसेकंड आगे हैं वहां की घड़ियां

अमेरिका में नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी (NIST) के दो फिजिस्ट्स द्वारा की गई रिसर्च से पता चलता है कि मंगल ग्रह पर घड़ियां, पृथ्वी की घड़ियों की तुलना में औसतन हर दिन 477-मिलियनवें सेकंड (या 477 माइक्रोसेकंड) तेज़ी से चलती हैं। हालांकि यह अंतर छोटा है, लेकिन ऐसी स्थितियों में यह महत्वपूर्ण हो सकता है जहां पृथ्वी, चंद्रमा और मंगल पर समय को बहुत सटीक तरीके से कोऑर्डिनेट करने की ज़रूरत होती है। आइंस्टीन की जनरल रिलेटिविटी की थ्योरी दिखाती है कि समय द्रव्यमान से प्रभावित होता है, जिसके परिणामस्वरूप ग्रेविटेशनल टाइम डाइलेशन होता है। एक बाहरी ऑब्ज़र्वर के लिए, अपेक्षाकृत मज़बूत ग्रेविटेशनल फील्ड से प्रभावित घड़ियां उनकी अपनी कलाई पर पहनी घड़ी की तुलना में धीरे चलेंगी।

इसी तरह, कम ग्रेविटेशनल फील्ड में हर सेकंड की लंबाई उन सेकंड की तुलना में कम होती है जिन्हें ज़्यादा ग्रेविटी का अनुभव करने वाले ऑब्ज़र्वर गिन रहे होते हैं। उदाहरण के लिए, GPS सैटेलाइट पर एटॉमिक घड़ियां पृथ्वी की सतह पर घड़ियों की तुलना में तेज़ी से चलती हैं, क्योंकि मीडियम-अर्थ ऑर्बिट में ग्रेविटी में बहुत मामूली बदलाव, उनके एक्सीलरेशन के टाइम डाइलेशन पर पड़ने वाले प्रभाव के साथ मिलकर, प्रति दिन 38 माइक्रोसेकंड का नेट अंतर पैदा करता है। अब, NIST के वैज्ञानिकों नील एशबी और बिजुनाथ पटला ने मंगल ग्रह के लिए एक सटीक टाइमकीपिंग सिस्टम तैयार किया है। इन फिजिस्ट्स ने पहले चंद्रमा के लिए एक टाइमकीपिंग स्टैंडर्ड तैयार किया था, जो पृथ्वी पर कोऑर्डिनेटेड यूनिवर्सल टाइम (UTC) के समान है, जो ग्लोबल टाइमकीपिंग स्टैंडर्ड है। खगोलविदों और डीप स्पेस नेटवर्क (DSN) द्वारा उपयोग किया जाने वाला UTC, प्रति दिन लगभग 100 पिकोसेकंड तक सटीक होता है, जिसमें एक पिकोसेकंड एक सेकंड का एक ट्रिलियनवां हिस्सा होता है।

चंद्रमा की सतह पर, समय पृथ्वी की तुलना में 56 माइक्रोसेकंड तेज़ी से चलता है, जो उसके अपने द्रव्यमान के साथ-साथ सूर्य, पृथ्वी और चंद्रमा के बीच ग्रेविटेशनल इंटरप्ले जैसे प्रमुख कारकों पर आधारित है। लेकिन मंगल ग्रह के लिए समय मापना चंद्रमा की तुलना में ज़्यादा मुश्किल है, पटला बताते हैं: “तीन-पिंडों की समस्या बहुत जटिल है। अब हम चार पिंडों से निपट रहे हैं: सूर्य, पृथ्वी, चंद्रमा और मंगल।” मंगल ग्रह का सतह गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी के सतह गुरुत्वाकर्षण की तुलना में बहुत कम है क्योंकि मंगल का द्रव्यमान पृथ्वी के द्रव्यमान का लगभग दसवां हिस्सा है। मंगल मिशनों द्वारा एकत्र किए गए डेटा का उपयोग करके, एशबी और पटला का अनुमान है कि मंगल का सतह गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से पांच गुना कम है। इसके अलावा, मंगल ग्रह सूरज से लगभग 1.5 एस्ट्रोनॉमिकल यूनिट (AU) दूर है, जबकि पृथ्वी और सूरज के बीच की दूरी 1 AU है।

क्योंकि ग्रेविटी का खिंचाव इन्वर्स-स्क्वायर नियम के अनुसार दूरी के साथ कम होता जाता है, इसलिए मंगल ग्रह पर सूरज का ग्रेविटेशनल पोटेंशियल कमजोर होता है। यह बात और भी मुश्किल हो जाती है क्योंकि मंगल ग्रह का ऑर्बिट पृथ्वी की तुलना में बहुत ज़्यादा अजीब है, जिससे उसे ग्रेविटेशनल पोटेंशियल में ज़्यादा उतार-चढ़ाव का अनुभव होता है। इसलिए, जबकि मंगल ग्रह की घड़ियाँ औसतन पृथ्वी की घड़ियों से 477 माइक्रोसेकंड तेज़ चलती हैं, यह अंतर मंगल ग्रह के एक साल के दौरान हर दिन 266 माइक्रोसेकंड कम या ज़्यादा होता रहता है। मंगल ग्रह का साल भी पृथ्वी के साल से बहुत लंबा होता है, क्योंकि मंगल ग्रह को सूरज का चक्कर लगाने में 687 दिन लगते हैं। इसका दिन भी लंबा होता है, क्योंकि लाल ग्रह को पृथ्वी की तुलना में अपनी धुरी पर एक पूरा चक्कर लगाने में 40 मिनट ज़्यादा लगते हैं।

मंगल ग्रह पर भविष्य के ऑपरेशन्स के लिए ये सटीक, स्केलेबल टेम्परल फ्रेमवर्क हासिल करना बहुत ज़रूरी है, जिसमें इंसानों का एक महत्वपूर्ण और ऐतिहासिक लैंडिंग भी शामिल है। एशबी कहते हैं, “हो सकता है कि मंगल की सतह पर घूमने वाले रोवर्स के निशान पड़ने में दशकों लग जाएं, लेकिन दूसरे ग्रहों और चंद्रमाओं पर नेविगेशन सिस्टम स्थापित करने में आने वाली समस्याओं का अध्ययन करना अभी उपयोगी है।” इस बीच, पृथ्वी से बाहर टाइमकीपिंग, कमर्शियल कंपनियों और नेशनल स्पेस प्रोग्राम्स दोनों द्वारा प्लान किए गए चंद्र मिशनों के लिए कम्युनिकेशन, पोजिशनिंग और नेविगेशन को सपोर्ट करने के लिए बहुत ज़रूरी होगी। इसलिए, पृथ्वी-चंद्रमा के माहौल से परे स्केलेबल टाइमकीपिंग इंफ्रास्ट्रक्चर बनाना और “ऑटोनॉमस इंटरप्लेनेटरी टाइम सिंक्रोनाइज़ेशन” के लिए एक फ्रेमवर्क बनाना एक ज़रूरी लक्ष्य है, इसलिए यह रिसर्च अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए एक महत्वपूर्ण कदम है। पटला इन निष्कर्षों के महत्व पर ज़ोर देते हैं: “चंद्रमा और मंगल के लिए यह सही समय है। हम सौर मंडल में विस्तार करने के साइंस फिक्शन विज़न को साकार करने के सबसे करीब हैं।” यह रिसर्च द एस्ट्रोनॉमिकल जर्नल में प्रकाशित हुई है।

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