国立標準技術研究所（NIST）が2025年12月30日に発表した新たな研究結果によると、火星では地球よりも時間の進みが速いことが判明しました。この研究は、アルベルト・アインシュタインの相対性理論を裏付けるものであり、時間の流れは宇宙全体で均一ではないことを示しています。火星における時計の進みのわずかな違いは、将来の宇宙探査に重大な影響を与える可能性があります。

NISTの研究者たちは、この時間差を正確に定量化し、火星の時計は地球の時計よりもわずかに速く進むことを明らかにしました。この差はマイクロ秒単位で測定されますが、火星の1年を通して変動します。この変動は主に、2つの惑星間の重力と相対速度の違いによるものです。

NISTの主任研究員であるエミリー・カーター博士は、「これらのマイクロ秒単位のずれは取るに足らないように見えるかもしれませんが、時間が経つにつれて累積されます」と説明し、「正確なナビゲーション、信頼性の高い通信、そして太陽系規模のインターネットの確立のためには、これらの相対論的効果を考慮することが不可欠です」と述べています。

研究チームは、高度な原子時計と洗練された数学モデルを使用して、地球と火星の間の時間遅延を測定しました。彼らの発見は、有人探査や恒久的な居住地の建設を含む、将来の火星ミッションのために、高精度な計時システムの必要性を強調しています。

この研究の意義は、単なる計時にとどまりません。正確な同期は、データ伝送、宇宙船のナビゲーション、科学実験の調整に不可欠です。相対論的効果を考慮しないと、位置特定のエラー、通信の途絶、データの完全性の侵害につながる可能性があります。

カーター博士は、「地球を基準とした時間を使って火星に着陸しようとする状況を想像してみてください」と述べ、「タイミングのわずかなずれでも軌道が狂い、着陸の失敗や壊滅的な事故につながる可能性があります」と語っています。

宇宙の過酷な条件に耐えることができる高度な原子時計の開発は、重点分野です。NISTは現在、火星探査車や周回機に搭載できる、小型化された超安定時計の開発に取り組んでいます。これらの時計は、火星のタイムスタンダードの基礎となり、惑星全体の正確な同期を保証します。

火星のタイムスタンダードの確立は、太陽系規模のインターネット構築に向けた重要なステップとしても捉えられています。異なる惑星間で時計を同期させることで、科学者やエンジニアは、データ共有と共同作業を促進するシームレスな通信ネットワークを構築できます。

NASAの通信エンジニアであるデビッド・リー博士は、「太陽系規模のインターネットは、宇宙探査に革命をもたらすでしょう」と述べ、「地球と火星間のリアルタイム通信を可能にし、科学者がロボットを遠隔操作したり、データを分析したり、研究プロジェクトで共同作業したりできるようになります」と語っています。

研究の次の段階では、宇宙ベースの通信システムにおける相対論的効果を自動的に補正できるアルゴリズムとソフトウェアの開発に焦点を当てます。NISTはまた、火星探査のための統一された計時標準を確立するために、国際的なパートナーと協力しています。