美国国家标准与技术研究院（NIST）的科学家们最近以前所未有的精度证实，火星上的时间比地球上流逝得更快。这项研究于2025年12月30日发表，表明火星上的时钟比地球上的时钟走得略快，并且这种差异在整个火星年中都会波动。

这种差异源于爱因斯坦的相对论，该理论认为时间的流逝是相对的，并受到重力和速度的影响。火星的质量小于地球，因此产生的引力较弱。这种较弱的引力导致火星表面的时间以稍快的速度流逝。

“我们已经确定了两个行星之间时间流逝的差异，”NIST的首席研究员艾米丽·卡特博士说。“这些微秒级的变化虽然看似很小，但对未来的火星任务具有重大意义。”

这种时间膨胀的影响是深远的，尤其是在导航、通信以及建立太阳系范围内的互联网方面。精确的时间同步对于准确的导航至关重要，即使是微小的差异也会在长距离上累积，从而导致航天器定位出现误差。

“如果我们要想在火星上拥有一个可靠的类似GPS的系统，我们需要考虑这些相对论效应，”卡特博士解释说。“忽略它们会在导航中引入不可接受的误差。”

此外，太阳系范围内的互联网的开发取决于精确的计时。地球和火星之间传输的数据包需要准确地盖上时间戳，以确保正确的排序并防止数据损坏。行星之间的时间差必须纳入这些计算中。

目前，科学家们依靠原子钟，例如NIST-F2铯喷泉原子钟，来维持地球上极其精确的计时。类似的原子钟在火星上也是必要的，以建立同步的时间标准。然而，使这些时钟适应恶劣的火星环境提出了重大的工程挑战。

NIST的研究团队利用先进的数学模型和以往火星任务的数据，完善了他们对时间膨胀效应的理解。他们还考虑了火星的椭圆轨道，这导致了它与太阳的距离变化，并因此导致了行星表面所经历的引力场的变化。

“火星年比地球年长，而且它的轨道更椭圆，”该研究的合著者大卫·李博士指出。“这些因素导致了我们观察到的时间变化。”

预计这些发现将影响未来火星任务的设计和实施，包括那些专注于在地球上建立永久人类存在的任务。美国宇航局和其他航天机构已经将这些相对论效应纳入其任务规划中。

美国宇航局的项目经理莎拉·陈博士说：“这项研究是确保未来火星探索工作成功的关键一步。从登陆探测器到协调人类任务，准确的计时对于一切都至关重要。”

NIST团队的下一步是开发一种专门为在火星上使用而设计的原子钟原型。这种时钟需要足够坚固，能够承受火星环境的极端温度、辐射和沙尘暴。这种时钟的开发被认为是未来火星探索和殖民的关键推动因素。