আপনি যদি দুটি নিখুঁতভাবে অভিন্ন পারমাণবিক ঘড়ি রাখতেন — একটি পৃথিবীর পৃষ্ঠে এবং একটি চাঁদে — এবং ঠিক এক পৃথিবী দিন পরে পরীক্ষা করতেন, চাঁদের ঘড়ি প্রায় 56.02 মাইক্রোসেকেন্ড এগিয়ে থাকত। এটি ঘড়ির কোনো ত্রুটি নয়। এটি মহাবিশ্বের একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য, এক শতাব্দীরও বেশি আগে আলবার্ট আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতা তত্ত্ব দ্বারা পূর্বাভাসিত।
মহাকর্ষীয় সময় প্রসারণ ব্যাখ্যা
1915 সালে প্রকাশিত আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতা মহাকর্ষকে বল হিসেবে নয় বরং স্থান-কালের বক্রতা হিসেবে বর্ণনা করে। পৃথিবী ও চাঁদের মতো ভারী বস্তু তাদের চারপাশে স্থান-কালের কাঠামো বাঁকায় এবং এই বক্রতা সময় কিভাবে কাটে তা প্রভাবিত করে।
মূল নীতি সরল: মহাকর্ষ ক্ষেত্র যত শক্তিশালী, সময় তত ধীরে কাটে। এই প্রভাবকে মহাকর্ষীয় সময় প্রসারণ বলা হয়। পৃথিবীর পৃষ্ঠ মহাকর্ষ প্রায় 9.8 m/s², যেখানে চাঁদের মাত্র প্রায় 1.62 m/s² — মোটামুটি এক-ষষ্ঠাংশ। চাঁদের মহাকর্ষীয় টান দুর্বল হওয়ায়, সেখানে স্থান-কাল কম বক্র এবং ঘড়ি দ্রুত চলে।
56 মাইক্রোসেকেন্ড সংখ্যাটি
চন্দ্র ঘড়ি কত দ্রুত চলে তার সুনির্দিষ্ট হার পৃথিবী ও চাঁদের পৃষ্ঠের মধ্যে মহাকর্ষ বিভবের পার্থক্য এবং কক্ষপথ বেগ ও পৃথিবীর ঘূর্ণনের জন্য ছোট সংশোধনের উপর নির্ভর করে।
মহাকর্ষীয় ব্লুশিফট — দুর্বল মহাকর্ষে ঘড়ি দ্রুত চলা — প্রতিদিন প্রায় +58.7 মাইক্রোসেকেন্ড অবদান রাখে। তবে, চাঁদের কক্ষপথ বেগ (প্রায় 1.022 কিমি/সে) বিপরীত দিকে একটি ছোট সময় প্রসারণ ঘটায় (বিশেষ আপেক্ষিকতা থেকে বেগ-নির্ভর প্রভাব), নেট লাভ প্রায় 2.7 মাইক্রোসেকেন্ড প্রতিদিন কমিয়ে দেয়। সম্মিলিত ফলাফল প্রায় +56.02 মাইক্রোসেকেন্ড প্রতিদিন।
এই সংখ্যা NASA-র জেট প্রপালশন ল্যাবরেটরি এবং ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অব স্ট্যান্ডার্ডস অ্যান্ড টেকনোলজির কাজসহ একাধিক স্বাধীন বিশ্লেষণ দ্বারা নিশ্চিত হয়েছে।
এটি তাত্ত্বিক নয় — এটি পরিমাপিত
মহাকর্ষীয় সময় প্রসারণ পদার্থবিদ্যার সবচেয়ে সুনির্দিষ্টভাবে পরীক্ষিত পূর্বাভাসগুলির মধ্যে একটি। GPS স্যাটেলাইট, যা প্রায় 20,200 কিমি উচ্চতায় প্রদক্ষিণ করে যেখানে মহাকর্ষ দুর্বল, পৃথিবীর পৃষ্ঠের তুলনায় প্রতিদিন প্রায় 45 মাইক্রোসেকেন্ড অর্জন করে। এটি সংশোধন না করলে GPS অবস্থান প্রতিদিন প্রায় 10 কিমি সরে যেত।
একই পদার্থবিদ্যা চাঁদে প্রযোজ্য। আমরা এখনো চন্দ্রপৃষ্ঠে পারমাণবিক ঘড়ি স্থাপন করিনি, তবে প্রভাবটি একই সুপরীক্ষিত সমীকরণ থেকে গণনা করা হয়। মহাকর্ষীয় সময় প্রসারণ সূত্র এক ট্রিলিয়নে এক অংশের চেয়ে ভালো নিশ্চিত পূর্বাভাস দেয়।
56 মাইক্রোসেকেন্ড কেন গুরুত্বপূর্ণ
দৈনন্দিন মানবিক কার্যকলাপের জন্য, 56 মাইক্রোসেকেন্ড অনুভবযোগ্য নয়। কিন্তু সুনির্দিষ্ট সিস্টেমের জন্য, এটি দ্রুত জমা হয়:
এক মাস পরে, চাঁদের ঘড়ি প্রায় 1.7 মিলিসেকেন্ড এগিয়ে। এক বছর পরে, অফসেট প্রায় 20 মিলিসেকেন্ডে বাড়ে। J2000.0 যুগ (1 জানুয়ারি, 2000) থেকে, সঞ্চিত বিচ্যুতি 0.5 সেকেন্ড অতিক্রম করেছে।
নেভিগেশনের জন্য, আলো প্রতি মাইক্রোসেকেন্ডে প্রায় 300 মিটার ভ্রমণ করে। 56-মাইক্রোসেকেন্ড টাইমিং ত্রুটি প্রতিদিন প্রায় 16 মিটারের অবস্থান অনিশ্চয়তার সমান। Artemis মিশনের জন্য প্রয়োজনীয় সুনির্দিষ্ট অবতরণের জন্য — চন্দ্র দক্ষিণ মেরুর কাছে নির্দিষ্ট স্থান লক্ষ্য করে — সংশোধন ছাড়া এই মাত্রার বিচ্যুতি অগ্রহণযোগ্য।
এই কারণেই সমন্বিত চন্দ্র সময় (LTC) তৈরি করা হচ্ছে: একটি সময় মান প্রদান করতে যা আপেক্ষিক পার্থক্যের হিসাব রাখে এবং সব চন্দ্র সিস্টেমকে সিঙ্ক্রোনাইজড রাখে।