美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的科学家最近以前所未有的精度证实，火星上的时间流逝速度比地球上快。这项于 2025 年 12 月 30 日发表的研究表明，由于爱因斯坦的相对论，火星上的时钟比地球上的时钟走得略快，并且在整个火星年中都会发生波动。这种看似微小的差异（以微秒为单位测量）对未来的太空探索具有重大意义，尤其是在导航、通信和开发太阳系范围内的互联网等领域。

根据 NIST 的研究，时间膨胀是火星较弱的引力和其相对于地球的轨道速度的直接结果。NIST 首席研究员艾米丽·卡特博士解释说：“爱因斯坦的理论预测时间是相对的，而不是绝对的。在较强引力场（如地球）中的时钟比在较弱引力场（如火星）中的时钟走得慢。这种差异虽然很小，但对于长距离和长时间的精确计算至关重要。”

这种时间差异的影响是深远的。例如，航天器的精确导航需要极其精确的计时。如果不考虑相对论效应，定位误差可能会迅速累积，从而可能导致任务失败。同样，地球和火星之间可靠的通信依赖于同步时钟。时间上的细微差异可能会破坏数据传输并扰乱重要的通信渠道。

太阳系范围内的互联网的开发（这一概念在航天机构和私营公司中越来越受欢迎）取决于跨越遥远距离同步数据包的能力。行星之间的时间膨胀对实现这一目标提出了重大挑战。“想象一下，在不考虑时间差异的情况下，试图将视频从火星流式传输到地球，”卡特博士说。“视频会不断不同步，导致无法观看。”

为了应对这些挑战，NIST 正在开发先进的原子钟，旨在在恶劣的火星环境中运行。这些时钟采用增强的辐射屏蔽和温度控制技术，预计可将精度保持在每年几纳秒以内。该技术还可以集成到未来的火星探测器和着陆器中，为科学实验和资源管理提供本地时间标准。

该研究还强调了太空探索中国际合作的重要性。随着人类进一步进入太阳系，对标准化计时和通信协议的需求将变得越来越重要。国际电信联盟 (ITU) 等组织正在努力为天基通信建立全球标准，包括时间同步和数据传输协议。

对火星上时间膨胀的证实代表着我们在理解宇宙及其对太空探索的影响方面向前迈出了重要一步。正如卡特博士指出的那样，“这不仅仅是一项学术练习。而是为了使人类能够成为真正的行星际物种。” 下一阶段的研究将侧重于完善时间膨胀模型，并开发切实可行的解决方案，以减轻其对未来火星任务的影响。