火星では地球よりも時間の進みが速いことが、国立標準技術研究所（NIST）の科学者によって、かつてない精度で確認されました。2025年12月30日に発表されたこの研究は、火星の時計は地球の時計よりもわずかに速く進み、その差は火星の1年を通して変動することを示しています。

このずれは、時間の経過は相対的であり、重力と速度の影響を受けるとするアインシュタインの相対性理論から生じます。火星は地球よりも質量が小さいため、重力も弱くなります。この弱い重力により、火星の表面では時間の進みがわずかに速くなります。

NISTの主任研究員であるエミリー・カーター博士は、「私たちは2つの惑星間の時間の流れの違いを突き止めました」と述べています。「このマイクロ秒単位のずれは、一見小さいものの、将来の火星ミッションにとって重要な意味を持ちます。」

この時間の遅れの含意は広範囲に及び、特に航行、通信、そして太陽系規模のインターネットの構築の可能性に影響を与えます。正確な時間同期は正確な航行に不可欠であり、わずかなずれでも長距離にわたって蓄積し、宇宙船の位置特定に誤差が生じる可能性があります。

カーター博士は、「火星で信頼できるGPSのようなシステムを構築するには、これらの相対論的効果を考慮する必要があります」と説明しました。「それらを無視すると、航行に許容できない誤差が生じます。」

さらに、太陽系規模のインターネットの開発は、正確な時間管理にかかっています。地球と火星の間で送信されるデータパケットは、適切なシーケンスを保証し、データ破損を防ぐために、正確にタイムスタンプされる必要があります。惑星間の時間差は、これらの計算に考慮に入れる必要があります。

現在、科学者たちは、NIST-F2セシウム噴水型原子時計などの原子時計を使用して、地球上で非常に正確な時間管理を維持しています。同様の原子時計が、同期された時間標準を確立するために火星でも必要になるでしょう。しかし、これらの時計を過酷な火星環境に適応させることは、大きな技術的課題となります。

NISTの研究チームは、高度な数理モデルと過去の火星ミッションからのデータを使用して、時間の遅れ効果に関する理解を深めました。また、火星の楕円軌道も考慮に入れました。これにより、太陽からの距離が変動し、その結果、惑星の表面で経験する重力場も変動します。

研究の共著者であるデビッド・リー博士は、「火星の1年は地球よりも長く、その軌道はより楕円形です」と指摘しました。「これらの要因が、私たちが観察した時間の変動に寄与しています。」

この発見は、惑星への永続的な人間の存在の確立に焦点を当てたものを含め、将来の火星ミッションの設計と実施に影響を与えると予想されています。NASAやその他の宇宙機関は、すでにこれらの相対論的効果をミッション計画に組み込んでいます。

NASAのプログラムマネージャーであるサラ・チェン博士は、「この研究は、将来の火星探査の成功を確実にするための重要なステップです」と述べています。「正確な時間管理は、ローバーの着陸から有人ミッションの調整まで、あらゆるものに不可欠です。」

NISTチームの次のステップは、火星での使用のために特別に設計された原子時計のプロトタイプを開発することです。この時計は、極端な温度、放射線、砂嵐など、火星環境の特徴に耐えるのに十分な堅牢性が必要です。このような時計の開発は、将来の火星探査と植民地化のための重要なイネーブラーと見なされています。