2025년 12월 30일, 미국 국립표준기술연구소(NIST)에서 발표한 새로운 연구 결과에 따르면, 화성에서는 지구보다 시간이 더 빨리 흐른다. 이번 연구는 알베르트 아인슈타인의 상대성 이론을 뒷받침하며, 시간의 흐름이 상대적이고 중력의 영향을 받는다는 것을 입증한다. NIST 과학자들은 그 차이를 정확하게 정량화하여 화성의 시계가 약간 더 빨리 움직이며 화성 1년 동안 변동을 겪는다는 사실을 밝혀냈다.

그 차이는 미미하지만, 항해, 통신, 태양계 전체 인터넷 개발 가능성을 포함하여 향후 화성 탐사에 중요한 의미를 갖는다. NIST의 수석 연구원인 에밀리 카터 박사는 "이것은 단순한 학문적 훈련이 아닙니다."라며, "이러한 마이크로초 단위의 차이는 누적되어 장기간 임무에서 고려하지 않으면 상당한 오류를 초래할 수 있습니다."라고 말했다.

아인슈타인의 일반 상대성 이론은 시간이 상대적이며 중력과 속도의 영향을 받는다고 가정한다. 화성은 지구보다 질량이 작기 때문에 중력이 약하다. 이 약한 중력은 화성에서 시간이 지구보다 약간 더 빨리 흐른다는 것을 의미한다. NIST 팀은 첨단 원자 시계와 정교한 수학적 모델을 사용하여 이 차이를 정확하게 측정했다. 그 결과 화성의 시계는 지구의 시계에 비해 지구 하루당 약 몇 마이크로초 정도 더 빨라진다는 것을 발견했다. 정확한 양은 화성의 궤도 위치에 따라 다르며, 화성 1년 동안 변동을 일으킨다.

이러한 시간 지연의 영향은 광범위하다. 정확한 시간 유지는 특히 광대한 거리를 이동하는 우주선의 정확한 항해에 매우 중요하다. 상대론적 효과를 고려하지 않으면 위치 측정 오류가 누적되어 임무 실패로 이어질 수 있다. 또한 지구와 화성 간의 안정적인 통신은 동기화된 타이밍에 의존한다. 일부 우주 탐사 옹호자들이 구상하는 태양계 전체 인터넷은 서로 다른 행성체 간의 매우 정확한 시간 동기화를 필요로 한다.

카터 박사는 "이러한 시간 차이를 고려하지 않고 지구에서 화성으로, 또는 그 반대로 파일을 다운로드하려고 한다고 상상해 보십시오."라며, "데이터 패킷이 동기화되지 않아 정보가 쓸모없게 될 것입니다."라고 설명했다.

현재 NASA와 다른 우주 기관은 임무에서 상대론적 효과를 보정하기 위해 복잡한 알고리즘을 사용한다. 그러나 새로운 NIST 연구 결과는 화성에서의 시간 지연에 대한 보다 정확한 이해를 제공하여 훨씬 더 정확한 수정이 가능하다. 이러한 정확도 향상은 화성에 영구적인 인간 거주지를 건설하는 것과 같은 미래의 더 야심찬 임무에 필수적일 것이다.

NIST 팀은 현재 실시간 시간 동기화를 제공하기 위해 화성에 배치할 수 있는 훨씬 더 정확한 원자 시계를 개발하고 있다. 이러한 시계는 지구의 협정 세계시(UTC)와 유사한 화성 시간 표준의 기초 역할을 할 것이다. 이러한 표준 개발은 태양계 전체에서 원활한 통신 및 항해를 가능하게 하는 데 중요한 단계로 간주된다.