국립표준기술연구소(NIST) 과학자들이 이번 주 발표한 연구에 따르면, 화성에서는 시간이 지구보다 더 빠르게 흐른다. 2025년 12월 30일에 발표된 이 연구 결과는 시간의 흐름이 상대적이며 중력의 영향을 받는다는 알베르트 아인슈타인의 상대성 이론을 확인시켜 준다.

NIST 연구팀은 시간 차이를 정확하게 정량화하여 화성의 시계가 지구의 시계보다 약간 더 빠르게 움직인다는 것을 밝혀냈다. 이 차이는 마이크로초 단위로 측정되지만 화성 연중 내내 변동한다.

NIST의 수석 연구원인 에밀리 카터 박사는 "이러한 마이크로초 단위의 변화는 미미해 보일 수 있지만 미래 화성 임무에 큰 영향을 미칩니다."라고 말했다. "정확한 시간 기록은 항법, 통신, 화성 표면에서의 활동 조율에 매우 중요합니다."

시간의 차이는 지구에 비해 화성의 중력이 약하기 때문이다. 아인슈타인의 이론에 따르면 중력이 강할수록 시간이 느리게 흐른다. 화성은 지구보다 질량이 작기 때문에 중력장이 약하여 시간이 약간 더 빠르게 흐른다.

연구팀은 첨단 원자 시계와 정교한 수학적 모델을 사용하여 정확한 시간 지연을 계산했다. 그들의 연구는 이전의 이론적 계산을 기반으로 하며 우주에서의 시간 기록에 대한 상대론적 효과에 대한 경험적 증거를 제공한다.

이 발견의 의미는 단순한 시간 조정 이상으로 확장된다. 시간 차이에 대한 정확한 이해는 태양계 전체에 걸쳐 신뢰할 수 있는 통신 네트워크를 구축하는 데 필수적이다. 예를 들어, 태양계 전체 인터넷은 제대로 작동하려면 매우 정확한 동기화가 필요하다.

카터 박사는 "시계가 1초의 극히 일부라도 동기화되지 않은 상태에서 수백만 마일 떨어진 곳으로 데이터를 스트리밍하려고 한다고 상상해 보십시오."라고 설명했다. "데이터가 손상되어 사용할 수 없게 될 것입니다."

이러한 결과는 화성의 GPS와 유사한 항법 시스템에도 영향을 미친다. 상대론적 시간 차이를 고려하지 않으면 화성 탐사 로버와 미래의 인간 탐험가들이 상당한 항법 오류를 경험할 수 있다.

화성 탐사 프로그램에 참여하고 있는 NASA 엔지니어인 데이비드 리 박사는 "우리는 지정된 연구 장소에 정확하게 착륙하는 것과 수 킬로미터 떨어진 곳에 착륙하는 것의 차이에 대해 이야기하고 있습니다."라고 말했다. "이러한 수정은 임무 성공에 매우 중요합니다."

NIST 연구팀은 현재 가혹한 화성 환경에서 안정적으로 작동하도록 설계된 특수 원자 시계를 개발하고 있다. 이러한 시계는 미래의 화성 임무와 화성에 영구적인 인간 존재를 확립하는 데 매우 중요할 것이다.

카터 박사는 "우리의 목표는 인류가 화성을 안전하고 효율적으로 탐험하고 식민지화하는 데 필요한 도구와 지식을 제공하는 것입니다."라고 결론지었다. "정확한 시간 기록은 그 목표를 달성하기 위한 기본적인 요구 사항입니다."