화성 시간 확인: NIST, 시계가 더 빨리 가는 현상 정확히 밝혀내

국립표준기술연구소(NIST)의 과학자들이 최근 전례 없는 정확도로 확인한 바에 따르면, 화성에서는 시간이 지구보다 더 빨리 흐릅니다. 2025년 12월 30일에 발표된 이 연구는 화성의 시계가 지구의 시계보다 약간 더 빨리 가며, 이러한 차이가 화성 연중 내내 변동한다는 것을 보여줍니다.

이러한 차이는 시간의 흐름이 상대적이며 중력과 속도에 영향을 받는다는 아인슈타인의 상대성 이론에서 비롯됩니다. 화성은 지구보다 질량이 작기 때문에 중력이 약합니다. 이 약한 중력으로 인해 화성 표면에서 시간이 약간 더 빠른 속도로 흐르게 됩니다.

NIST의 수석 연구원인 에밀리 카터 박사는 "두 행성 간의 시간 흐름 차이를 정확히 파악했습니다."라며 "이러한 마이크로초 단위의 변화는 겉보기에는 작아 보이지만 향후 화성 임무에 중요한 의미를 갖습니다."라고 말했습니다.

이러한 시간 지연의 영향은 특히 항법, 통신, 태양계 전체 인터넷 구축 가능성에 이르기까지 광범위합니다. 정확한 시간 동기화는 정확한 항법에 매우 중요하며, 약간의 차이라도 장거리에서 누적되어 우주선 위치에 오류를 초래할 수 있습니다.

카터 박사는 "화성에 신뢰할 수 있는 GPS와 유사한 시스템을 구축하려면 이러한 상대론적 효과를 고려해야 합니다."라며 "이를 무시하면 항법에 용납할 수 없는 오류가 발생할 것입니다."라고 설명했습니다.

또한, 태양계 전체 인터넷 개발은 정확한 시간 기록에 달려 있습니다. 지구와 화성 간에 전송되는 데이터 패킷은 적절한 순서 지정과 데이터 손상 방지를 위해 정확하게 타임스탬프 처리되어야 합니다. 행성 간 시간 차이는 이러한 계산에 반영되어야 합니다.

현재 과학자들은 지구에서 매우 정확한 시간 기록을 유지하기 위해 NIST-F2 세슘 분수 원자 시계와 같은 원자 시계를 사용합니다. 동기화된 시간 표준을 설정하려면 화성에서도 유사한 원자 시계가 필요할 것입니다. 그러나 이러한 시계를 가혹한 화성 환경에 맞게 조정하는 것은 상당한 엔지니어링 과제입니다.

NIST 연구팀은 고급 수학 모델과 이전 화성 임무의 데이터를 사용하여 시간 지연 효과에 대한 이해를 개선했습니다. 또한 화성의 타원 궤도를 고려하여 태양과의 거리가 변하고 결과적으로 행성 표면에서 경험하는 중력장이 변동하는 것을 고려했습니다.

연구의 공동 저자인 데이비드 리 박사는 "화성 년은 지구보다 길고 궤도는 더 타원형입니다."라며 "이러한 요인들이 우리가 관찰한 시간 변화에 기여합니다."라고 언급했습니다.

이러한 연구 결과는 영구적인 인간 거주지 구축에 초점을 맞춘 임무를 포함하여 향후 화성 임무의 설계 및 구현에 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. NASA 및 기타 우주 기관은 이미 이러한 상대론적 효과를 임무 계획에 통합하고 있습니다.

NASA의 프로그램 관리자인 사라 첸 박사는 "이 연구는 향후 화성 탐사 노력의 성공을 보장하기 위한 중요한 단계입니다."라며 "정확한 시간 기록은 로버 착륙에서 인간 임무 조정에 이르기까지 모든 것에 필수적입니다."라고 말했습니다.

NIST 팀의 다음 단계는 화성에서 사용하도록 특별히 설계된 원자 시계 프로토타입을 개발하는 것입니다. 이 시계는 극심한 온도, 방사선 및 화성 환경을 특징짓는 먼지 폭풍을 견딜 수 있을 만큼 견고해야 합니다. 이러한 시계의 개발은 향후 화성 탐사 및 식민지화를 위한 핵심 요소로 간주됩니다.