Vad är klockan på Mars?

 

Bild wikipedia (engelsk) Topografisk karta över Mars med märkta formationer och Mars-dikotomin synlig (norra låglänta och södra höglandshalvklotet)

Marsianska dagar och år är längre än de på jorden. Planetens dag, eller full rotation runt sin axel är 40 minuter längre än jordens och det tar 687 dagar att fullborda en omloppsbana runt solen, jämfört med jordens 365 dagar. Forskare behöver veta hur snabbt eller långsamt varje sekund passerar på Mars jämfört med på jorden.

Om du skulle landa på Mars yta med en atomklocka skulle den fortfarande ticka på samma sätt som på jorden. Men om du jämför Marsklockan med en på jorden kommer de att vara ur synk. Utmaningen är att avgöra hur mycket Mars tid är förskjuten från jordens.

Det var mycket knepigare än vad NIST:s fysiker (National Institute of Standards and Technology, en amerikansk organisation under handelsdepartementet) hade förväntat sig. Einsteins relativitetsteori säger att gravitationens styrka påverkar tidens gång. Klockor tickar långsammare där gravitationen är starkare, och snabbare där gravitationen är svagare. Hastigheten på en planets bana får även klockorna att ticka antingen långsammare eller snabbare beroende på banans längd.

NIST valde en punkt på Mars yta som referens. Tack vare år av data insamlade från tidigare Marsuppdrag kunde Patla och NIST-fysikern Neil Ashby uppskatta gravitationen på Mars  yta, som är fem gånger svagare än jordens gravitation på ytan.

Men de behövde ta hänsyn till mer än bara Mars gravitation. Vårt solsystem har andra massiva kroppar som drar i varandra. Solen står ensam för mer än 99 % av massan i vårt solsystem. Mars position i solsystemet och avstånd från solen inclusive dess grannplanater som jorden, månen, Jupiter och Saturnus  ger den in i en mer excentrisk bana. Jordens och månens banor är relativt konstanta. Tiden på månen är konsekvent 56 mikrosekunder snabbare än tiden på jorden.

"Men för Mars är det inte så. Dess avstånd från solen och dess excentriska bana gör tidsvariationerna större. Ett trekroppsproblem är extremt komplicerat. Nu har vi att göra med fyra: solen, jorden, månen och Mars," beskriver Patla. "

Efter att ha tagit hänsyn till Marsytans gravitation utifrån Mars excentriska bana, solens, jordens och månens effekt på Mars kom Patla och Ashby fram till ett svar. Just nu är kommunikationen mellan jorden och Mars försenad med allt från fyra till 24 minuter (ibland mer).

Att ha en ram för timing mellan planeter banar väg för att skapa synkroniserade nätverk över enorma avstånd.  Einstein visade oss att klockor inte tickar i samma takt i universum. Klockor går något snabbare eller långsammare beroende på gravitationens styrka i omgivningen, vilket gör det knepigt att synkronisera våra klockor här på jorden, än mindre över det enorma solsystemet. Om människor vill etablera en långsiktig närvaro på den röda planeten behöver forskarna veta: Vad är klockan på Mars?

Nu vet man. I genomsnitt tickar klockor på Mars 477 mikrosekunder (miljondelar av en sekund) snabbare än på jorden. Mars excentriska bana och gravitationen från dess  grannar kan dock öka eller minska detta med så mycket som 226 mikrosekunder per dag under Mars-året.  Studiens resultat publicerades i The Astronomical Journal 

Studien är grundad på en tidigare artikel från 2024 där NIST:s fysiker utvecklade en plan för exakt tidmätning på månen.

Ett avlångt moln över Mars uppkommer och försvinner som en klocka i tid och riktning från en vulkan år efter år.

Ett avlångt moln  bildas en gång per Mars-år över samma vulkan på Mars  den södra av de tre vulkaner som kallas Tharsis Montes. Denna längst söderut liggande vulkan kallas Arsia Mons.

Dess långa ljusa spår har blivit en bekant formation över toppen av Arsia Mons sydost om den mer kända Olympus Mons. Molnet som består av vatten-is   uppstår och försvinner men  forskare anser att det inte uppstår i kratern av vulkanen. Forskare anslutna till Europas Mars Express   väntade nyligen på att det skulle dyka upp igen på sin årliga cykel och så skedde. OBS då talar vi om Mars-året.

"Vi har tidigare sett det uppstå undersökt detta spännande fenomen och förväntade oss att se en sådan molnformation nu," Jorge Hernandez-Bernal, doktorand vid universitetet i Baskien i Spanien och huvudförfattare till den just nu pågående studien säger i ett uttalande från Europeiska rymdorganisationen (ESA), som driver rymdsonden (Mars Express)." Detta långsträckta moln bildas varje Mars-år under  södra solståndet, och existerar i ca 80 dagar varje mars-år," säger Hernandez-Bernal och tillägger. "Men vi vet inte ännu om molnet alltid är lika imponerande." OBS (min anm.) ett år på Mars är 669,6 jorddagar långt.

Molnet sträcker sig från vulkanen  1800 kilometer och i en höjd av 12 km enligt ESA. Den svansliknande strukturen är av vatten-is, och trots sitt läge över Arsia Mons, är det inte bildat i vulkanen säger forskare utan genom det sätt lokala vindar interagerar med topografin.

Arsia Mons Långsträckt Moln existerar i ca 80 dagar därefter försvinner det och återkommer vid samma tid nästa Mars- år. Senast det skedde om man räknar bort nu var i september-oktober 2018. Det bildas och bleknar bort under loppet av några timmar varje lokal morgon, sedan återvänder det nästa dag under den tiden. Det gör att det är svårt att studera det från en omloppsbana runt Mars. Tiden på årsrytmen och som vi nu åter är inne i är då dagarna på Mars är som kortast i  årscykeln på den röda planetens norra halvklot och de längsta på södra halvklotet. Arsia Mons ligger lite söder om Mars ekvator och sträcker sig till en höjd av 20 km.

Forskarna hoppas  fortsätta att studera det märkliga molnet för att förstå mer om det.

Bild på fenomenet från https://scitechdaily.com/

Kan tid stå still?

Kan upplevelsen av att tiden står still vara en subjektiv känsla av verkligheten? Är tid en subjektiv känsla som kan få vissa att tycka att en händelse är otroligt lång medan andra tycker samma händelse var ett kort ögonblick?

Mycket talar för detta. Vad är då tid? Kan det vara en mätning av en händelsekedja som registreras olika av olika hjärnor (individer).

Skapar varje individ, varje levande varelse en egen tidsuppfattning att följa som får denna varelse att fungera? Vems tid är det då som gäller när en tvist eller händelse inträffar? Den som utsätts vilken tycker att tiden går sakta eller den som utsätter vilken tycker allt går på ett ögonblick?

Svaret måste bli att det är subjektivt. Tid är subjektiv upplevelse. Men för att vi ska kunna leva och planera tillsammans har vi uppfunnit klockan. Från denna planeras allt i vår värld grundat på astronomiska observationer av jordens rotation runt solen.

Klockan är det som förenar subjektiva tidsupplevelser till en konkret tid lika för alla.