Publié le 4 décembre 2023 14:35:00. Des scientifiques américains ont mesuré une infime différence dans le temps qui s’écoule sur Mars par rapport à la Terre, une découverte cruciale pour la future navigation et communication avec la planète rouge.
- Le temps passe 477 millionièmes de seconde plus vite par jour sur Mars que sur Terre.
- Cette différence, bien que minime, pourrait affecter les réseaux de navigation de haute précision, comme la 5G, qui nécessitent une exactitude d’un dixième de microseconde.
- L’étude, menée par le National Institute of Standards and Technology (NIST), prend en compte les effets de la relativité générale d’Einstein.
Une équipe de chercheurs du NIST a révélé que le temps s’écoule à un rythme légèrement différent sur Mars et sur notre planète. Selon leurs calculs, une horloge martienne prendrait 477 millionièmes de seconde de plus par jour qu’une horloge terrestre. Cette variation, bien que minuscule, est une conséquence directe de la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein, qui stipule que le temps est relatif et influencé par la gravité et la vitesse.
L’étude, dirigée par Neil Ashby et Bijunath Patla, a pris en compte un ensemble complexe de facteurs. Les scientifiques ont analysé la gravité sur Mars, la vitesse de la planète sur son orbite, son excentricité (sa forme légèrement elliptique), ainsi que l’influence gravitationnelle du Soleil, de la Terre et de la Lune. Les résultats indiquent que le décalage horaire entre les deux planètes peut varier jusqu’à 226 microsecondes en fonction de la position de Mars sur son orbite.
« Il s’agit d’un problème à trois corps extrêmement complexe. Nous en avons maintenant quatre : le Soleil, la Terre, la Lune et Mars », explique Bijunath Patla. « Le travail a été plus ardu que prévu initialement. »
La théorie de la relativité générale d’Einstein prédit que le temps peut s’écouler à des vitesses différentes selon le référentiel. Ce phénomène, appelé dilatation du temps, est illustré par le célèbre paradoxe des jumeaux, où un jumeau voyageant à une vitesse proche de celle de la lumière vieillit moins vite que son frère resté sur Terre.
Mars, étant plus éloignée du Soleil que la Terre, orbite plus lentement autour de notre étoile, ce qui tend à ralentir le temps sur la planète rouge. Cependant, l’orbite de Mars est plus excentrique que celle de la Terre, ce qui signifie que sa vitesse varie légèrement au cours de son année martienne : elle accélère lorsqu’elle se rapproche du Soleil et ralentit lorsqu’elle s’en éloigne.
Bien que le décalage horaire entre Mars et la Terre puisse sembler négligeable, il pourrait avoir des conséquences significatives pour les futurs systèmes de navigation et de communication établis sur Mars. Par exemple, les systèmes de navigation 5G exigent une précision d’un dixième de microseconde. « C’est le moment idéal pour étudier la Lune et Mars », souligne Patla. « Cela nous rapproche de la vision de science-fiction d’une expansion à travers le système solaire. »
Les résultats de cette recherche, publiés dans la revue spécialisée The Astronomical Journal, représentent une étape importante dans la compréhension des défis liés à la navigation spatiale et à la communication interplanétaire. Ashby et Patla avaient précédemment calculé la différence de temps entre la Lune et la Terre, constatant que les horloges lunaires avançaient de 56 microsecondes par jour par rapport à celles de la Terre.
« Il faudra peut-être des décennies avant que la surface de Mars ne soit sillonnée par les traces d’explorateurs, mais il est déjà pertinent d’étudier les problèmes liés à la mise en place de systèmes de navigation sur d’autres planètes et lunes », conclut Ashby. « Comme les systèmes de navigation mondiaux actuels, tels que le GPS, ces futurs systèmes reposeront sur des horloges précises, et les effets de la dilatation du temps pourront être analysés à l’aide de la théorie générale de la relativité d’Einstein. »
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