اگر آپ نے دو بالکل متطابق ایٹمی گھڑیاں رکھیں — ایک زمین کی سطح پر اور ایک چاند پر — اور بالکل ایک زمینی دن کے بعد چیک کیا، چاند کی گھڑی تقریباً 56.02 مائیکروسیکنڈ آگے ہوگی۔ یہ گھڑیوں میں خرابی نہیں ہے۔ یہ کائنات کی بنیادی خاصیت ہے، جس کی پیش گوئی Albert Einstein کے عام سنبتیت کے نظریے سے سو سال پہلے کی گئی تھی۔
گروتاقل وقت کی تبدیلی وضاحت
Einstein کی عام نسبتیت، 1915 میں شائع، گروتاقل کو قوت کے طور پر نہیں بلکہ spacetime کے vak کے طور پر بیان کرتی ہے۔ زمین اور چاند جیسی بڑی چیزیں اپنے ارد گرد spacetime کو موڑتی ہیں، اور یہ vak اثر ڈالتا ہے کہ وقت کیسے گزرتا ہے۔
مرکزی اصول سادہ ہے: گروتاقل کا میدان جتنا مضبوط، وقت اتنا سست گزرتا ہے۔ اس اثر کو گروتاقل وقت کی تبدیلی کہا جاتا ہے۔ زمین کی سطح پر گروتاقل تقریباً 9.8 m/s² ہے، جبکہ چاند صرف تقریباً 1.62 m/s² ہے — تقریباً ایک-چھٹا حد تک مضبوط۔ کیونکہ چاند کی گروتاقل کھینچ کمزور ہے، spacetime وہاں کم موڑا ہوا ہے، اور گھڑیاں تیزی سے چلتی ہیں۔
56 مائیکروسیکنڈ کا نمبر
جس درست شرح سے چاند پر گھڑیاں تیزی سے چلتی ہیں وہ زمین کی سطح اور چاند کی سطح کے درمیان گروتاقل کی صلاحیت کے فرق پر منحصر ہے، اضافی corrections کے ساتھ orbital velocity اور زمین کی rotation کے لیے۔
گروتاقل blueshift — کمزور گروتاقل میں گھڑیاں تیزی سے چلنا — تقریباً +58.7 مائیکروسیکنڈ فی دن میں حصہ ڈالتا ہے۔ تاہم، چاند کی orbital رفتار (تقریباً 1.022 km/s) مخالف سمت میں ایک چھوٹی وقت کی تبدیلی کا سبب بنتی ہے (خصوصی نسبتیت سے velocity-dependent اثر)، خالص حاصل کو تقریباً 2.7 مائیکروسیکنڈ فی دن سے کم کرتے ہوئے۔ مشترکہ نتیجہ تقریباً +56.02 مائیکروسیکنڈ فی دن ہے۔
یہ نمبر NASA کی Jet Propulsion Laboratory اور National Institute of Standards and Technology کے متعدد آزاد تجزیوں کے ذریعے تصدیق شدہ ہے۔
یہ نظری نہیں ہے — یہ ناپا گیا ہے
گروتاقل وقت کی تبدیلی تمام طبیعات میں سب سے زیادہ درستگی سے جانچے ہوئے پیشن گوئیوں میں سے ایک ہے۔ GPS سیٹلائٹس، جو تقریباً 20,200 کلومیٹر altitude پر orbit کرتے ہیں جہاں گروتاقل کمزور ہے، زمین کی سطح کے مقابلے میں فی دن تقریباً 45 مائیکروسیکنڈ حاصل کرتے ہیں۔ اس کے بغیر تبدیل کیے، GPS پوزیشنز فی دن تقریباً 10 کلومیٹر drift ہوں گی۔
چاند پر بھی یہی طبیعات لاگو ہوتی ہے۔ اگرچہ ہم نے ابھی تک چاند کی سطح پر ایٹمی گھڑیاں نہیں رکھی ہیں، اثر اسی اچھی طرح سے جانچی گئی مساوات سے شمار کیا جاتا ہے۔ گروتاقل وقت کی تبدیلی کا فارمولا پیش گوئی کرتا ہے جو ایک ٹریلین سے بہتر ہے۔
56 مائیکروسیکنڈ اہم کیوں ہے
روزمرہ کی انسانی سرگرمیوں کے لیے، 56 مائیکروسیکنڈ imperceptible ہے۔ لیکن درست نظام کے لیے، یہ جلدی شامل ہوتا ہے:
ایک ماہ کے بعد، چاند کی گھڑی تقریباً 1.7 milliseconds آگے ہے۔ ایک سال کے بعد، offset تقریباً 20 milliseconds تک بڑھتا ہے۔ J2000.0 epoch (جنوری 1، 2000) سے، مجموعی فرق 0.5 سیکنڈ سے تجاوز کر چکا ہے۔
نیویگیشن کے لیے، روشنی فی مائیکروسیکنڈ تقریباً 300 میٹر سفر کرتی ہے۔ ایک 56-مائیکروسیکنڈ وقت کی غلطی فی دن تقریباً 16 میٹر position غیر یقینی سے متعلق ہے۔ Artemis missions کے ذریعے ضروری درست landings کے لیے — چاند کے جنوبی قطب کے قریب مخصوص سائٹس پر نشانہ بنانا — یہ drift سطح تبدیلی کے بغیر قابل قبول ہے۔
یہی وجہ ہے کہ Coordinated Lunar Time (LTC) تیار کی جا رہی ہے: ایک وقت کا معیار فراہم کرنے کے لیے جو نسبتی فرق کو سمجھتا ہے اور تمام چاند نظام کو synchronized رکھتا ہے۔