火星では地球よりも時間の進みが速いという現象を、国立標準技術研究所（NIST）の科学者たちが近年、前例のない精度で確認しました。2025年12月30日に発表されたこの研究は、アインシュタインの相対性理論を検証し、時間の経過が重力と速度の影響を受け、2つの惑星間でわずかに異なることを示しています。

NISTの研究チームの発見によると、火星の時計は地球の時計よりも速く進み、その変動は火星の1年を通して発生します。その差はわずか数マイクロ秒ですが、研究者によれば、これらのずれは将来の宇宙航行、通信システム、および太陽系規模のインターネットの開発に大きな影響を与える可能性があります。

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、時間の経過とともに蓄積されます。惑星間距離での正確なナビゲーションとデータ同期のためには、これらの相対論的効果を考慮することが不可欠です」と説明しました。

時間の進みの違いは、主に2つの要因に起因します。第一に、火星は地球よりも質量が小さいため、重力が弱くなります。アインシュタインの理論によれば、時間は重力が強いほど遅くなります。第二に、火星の軌道は地球よりも楕円形であるため、太陽を周回する速度が変化し、時間の流れにさらに影響を与えます。

現在、地球は高度な原子時計、GPS衛星、および高速通信ネットワークのグローバルシステムに依存して、正確な時間管理を維持しています。このレベルの精度を火星に拡張することは、大きな課題となります。NISTの研究は、火星環境に合わせた時間管理システムを開発するための基礎を提供します。

カーター博士は、「これらの時間差を理解し、補正することは、将来の火星ミッションの成功に不可欠です。地球ベースの時間を使って火星に宇宙船を着陸させようとしているところを想像してみてください。累積された誤差は、重大な航行上の誤りにつながる可能性があります」と述べました。

この研究の意義は、ナビゲーションにとどまりません。一部の人々が構想している太陽系規模のインターネットは、惑星間のシームレスなデータ転送を保証するために、非常に正確な時間同期を必要とします。NISTの発見は、そのようなネットワークを設計するための重要な洞察を提供します。

NISTによると、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超高精度原子時計の開発です。これらの時計は、過酷な火星環境に耐えるのに十分な堅牢性を備え、ナノ秒単位の精度で時間を測定できるほど正確である必要があります。OscilloquartzやMicrosemiを含むいくつかの企業は、すでに宇宙用途向けの高度なタイミングソリューションを開発しています。これらの技術は、火星ミッションでの使用に適用できる可能性があります。