Incroyable : Sur Mars, le temps s’écoule plus vite qu’ici, selon les mesures les plus précises à ce jour

Quand le temps martien nous prend de vitesse

C’est un de ces faits scientifiques qui bouleversent un peu notre intuition, n’est-ce pas? Quand on pense à Mars, on imagine des journées plus longues d’environ 40 minutes que les nôtres, sans compter une année qui dure carrément 687 jours, soit 322 jours de plus que sur Terre. Naturellement, on se dirait que le temps s’y traîne. Et pourtant, la réalité est tout autre.

Une étude récente a livré les calculs les plus précis que nous ayons jamais eus, montrant que le temps sur Mars est en réalité en avance par rapport au temps terrestre. On parle d’un décalage quotidien moyen de 477 microsecondes par période de 24 heures.

Ce n’est pas juste une question de la gravité de la planète; les chercheurs ont dû prendre en compte l’excentricité de l’orbite martienne ainsi que l’influence gravitationnelle de tous ses voisins. Ces nouvelles données, bien que microscopiques en apparence, sont absolument cruciales pour les futures missions spatiales. Mais pour comprendre pourquoi cette avance existe, il faut faire un petit détour par la physique d’Einstein.

La relativité générale : l’influence déroutante de la gravité

Il faut se rappeler la relativité générale d’Einstein, qui nous dit que la vitesse à laquelle le temps s’écoule dépend étroitement de la gravité. En gros, plus la gravité est forte, plus les horloges tournent lentement. C’est la raison, par exemple, pour laquelle on dit, souvent avec une pointe d’humour, que les personnes vivant en haute altitude pourraient théoriquement vieillir plus rapidement que celles qui vivent au niveau de la mer. Pourquoi? Parce qu’en altitude, la gravité est légèrement moindre, et le temps s’écoule donc un chouia plus vite. Fascinant, non?

L’environnement gravitationnel sur Mars est radicalement différent du nôtre, c’est une évidence. Sa gravité à la surface est environ cinq fois plus faible que celle de la Terre. De plus, son orbite est bien plus elliptique que celle de notre planète. Mars se trouve en moyenne à 1,52 unité astronomique (UA) du Soleil, contre seulement 1 UA pour la Terre. Tout cela fait que Mars subit un potentiel gravitationnel non seulement plus faible, mais aussi variable tout au long de sa révolution, ce qui affecte directement l’écoulement du temps.

C’est dans ce contexte que des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont récemment publié leur étude dans The Astronomical Journal. Ils estiment que Mars est un « laboratoire naturel inestimable » pour tester ces modèles de chronométrage relativistes. C’est essentiel pour développer des systèmes autonomes de synchronisation temporelle interplanétaire.

Un calcul à quatre corps : pourquoi 477 microsecondes?

Pour arriver à ces chiffres précis, l’équipe a d’abord défini un niveau de référence martien, l’« aréoïde », qui est l’équivalent martien de notre niveau de la mer à l’équateur. Ils ont ensuite évalué l’impact de la gravité et des vitesses orbitales. Le dilemme était clair : si la faible gravité de Mars tend à accélérer le temps, sa vitesse orbitale plus lente, elle, tend à le ralentir. Les deux forces s’opposent, mais l’accélération l’emporte visiblement.

Mais, attention, la gravité seule ne suffit pas. Dans notre Système solaire, tout s’attire mutuellement. Il fallait donc inclure l’attraction gravitationnelle du Soleil et de la Lune. Les satellites naturels de Mars, Phobos et Déimos, seraient jugés négligeables en raison de leur petite taille, ce qui simplifie un peu la tâche… enfin, pas tant que ça.

Bijunath Patla, physicien au NIST et coauteur, l’a bien résumé : « Les orbites de la Lune et de la Terre sont relativement circulaires », ce qui fait que la Lune n’est qu’à environ 56 microsecondes en avance par jour par rapport à nous. Mais pour Mars, c’est une autre paire de manches. « Un problème à trois corps est extrêmement complexe. Or, nous en avons maintenant quatre : le Soleil, la Terre, la Lune et Mars », explique Patla. Il a même avoué : « La tâche s’est avérée plus ardue que je ne l’avais imaginé. »

• Le résultat final confirme que le temps martien est en moyenne en avance de 477 microsecondes par jour.
• Néanmoins, l’orbite très elliptique de Mars et l’attraction de ses voisines font que cet écart varie : il peut diminuer ou augmenter de 226 microsecondes par jour selon la position de Mars sur son orbite au cours de l’année martienne.

L’importance capitale de la synchronisation pour les communications futures

On pourrait se dire, 477 microsecondes, c’est vraiment infime, qui s’en soucie? Eh bien, ce décalage est absolument essentiel pour le développement des futurs réseaux de communication interplanétaires, notamment pour les systèmes de synchronisation et d’horodatage de haute précision. Pensez-y : les réseaux 5G sur Terre exigent déjà une précision de l’ordre du dixième de seconde. Or, actuellement, les communications entre la Terre et Mars subissent un délai qui varie entre quatre et vingt-quatre minutes!

Pour que les futurs réseaux soient stables et performants sur d’aussi grandes distances, il est vital que les horloges soient rigoureusement synchronisées entre les planètes. Patla insiste sur le fait qu’« Avec une synchronisation adéquate, la communication serait bien plus efficace, sans perte d’information liée aux désaccords temporels. »

Neil Ashby, l’auteur principal de l’étude, conclut d’ailleurs que même si « il faudra peut-être des décennies avant que la surface de Mars ne soit sillonnée par des rovers, il est utile, dès maintenant, d’étudier les enjeux liés à la mise en place de systèmes de navigation sur d’autres planètes et lunes. » En somme, préparer le terrain pour un futur où les communications spatiales seront aussi fluides que nos réseaux terrestres – même si le temps n’y avance pas à la même vitesse.

Ce contenu a été créé avec l’aide de l’IA.