Ef þú myndir setja tvo fullkomlega eins atóm klukka — eina á Jarðaryfirliti og eina á Tunglinu — og athugaðu þau eftir nákvæmlega einn dag á Jörðinni, myndu Tungl klukkan vera framarlega um ~56.02 míkrósekúndur. Þetta er ekki galli í klukkunum. Það er grundvallareiginleiki alheimsins, spáð af Einsteins almennu afstæðikenningingu fyrir yfir öld síðan.
Þyngdarafls Afstýring Tíðar Útskýrð
Almennt afstæðikenning Einstein, gefin út árið 1915, lýsir þyngdarafli ekki sem krafti heldur sem beygjum rúmtímans. Stór hlutir eins og Jörðin og Tunglið skekkja stöff rúmtímans um sig og þessi beygging hefur áhrif á hvernig tíminn gengur.
Lykilreglunni er einföld: því sterkari þyngdaraflið, því hægari gengur tíminn. Þessi áhrif kallast þyngdarafls afstýring tíðar. Yfirborðsþyngdarafl Jarðar er um 9,8 m/s², en Tunglsins er aðeins um 1,62 m/s² — um sjöttungi eins kraftmikið. Vegna þess að þyngdarafl Tunglsins er veikara, rúmtíminn er síður beygt og klukkur gangi hraðar.
56 Míkrósekúndur Talan
Nákvæmur hraðinn sem tungla klukkur gangu hraðar fer eftir muninum á þyngdaraflsmöguleikum milli Jarðaryfirlits og Tungl yfirborðs, auk minni leiðréttinga fyrir brautarhraða og Jarðarsnúning.
Thyngdarafls bláskinning — klukkur gangi hraðar í veikari þyngdarafli — leggur til um +58,7 míkrósekúndur á dag. Hins vegar veldur brautarhraði Tunglsins (um 1.022 km/s) litlum tíðadrekka í gagnstæðri átt (hraðaháðir áhrif frá sérstakri afstæðikenningingu), sem dregur niður nettó haginn um um 2,7 míkrósekúndur á dag. Niðurstaðan er um +56.02 míkrósekúndur á dag.
Thessi tala hefur verið staðfest með óháðum greiningum, þar með talið verk frá NASA Jet Propulsion Laboratory og National Institute of Standards and Technology.
Þetta Er Ekki Fræðilegt — Það Er Mælt
Þyngdarafls afstýring tíðar er ein af möst endurtekinni spá í öllum eðlisfræði. GPS-gervihnettir, sem eru á um 20.200 km hæð þar sem þyngdarafl er veikara, græða um 45 míkrósekúndur á dag miðað við jarðaryfirlitsklukkur. Án þess að leiðrétta þetta myndu GPS staðsetningar drekka um 10 km á dag.
Söm eðlisfræði á við um Tunglið. Þó við höfum ekki ennþá sett atóm klukka á tunglayfirliti, eru áhrifin reiknuð út frá sömu vel prófuðu jöfnum. Thyngdarafls afstýring tíðar formúlan gefur spár sem hafa verið staðfestar á betri en einn hluti í trilljón.
Af Hverju 56 Míkrósekúndur Skiptir Máli
Fyrir hversdaglega mannúskaðir starfsemi, 56 míkrósekúndur er ógreinilegur. En fyrir nákvæm kerfi, bætist það fljótt:
Efter mánuð, tungla klukkan er framarlega um 1,7 millisekúndur. Eftir ár drekkar afsetningin nálega 20 millisekúndur. Frá J2000.0 endalokum (1. janúar 2000) hefur uppsöfnuð afstýring farið yfir 0,5 sekúndur.
Fyrir siglingu, ljós ferðast um 300 metra á míkrósekúndu. 56-míkrósekúndu tímakilla samsvarar um 16 metrum staðsetningar óvissu á dag. Fyrir nákvæma lendingu sem Artemis verkefni krefjast — sem bera sig á tiltekinni svæðum nálægt Tungl suðurpóli — þessi stig afstýringar er ótækt án leiðréttingar.
Thað er þess vegna Coordinated Lunar Time (LTC) er þróað: til að veita tíðamerkingu sem tekur tillit til afstæðislegra munanna og heldur öllum tungla kerfum samstilltu.