همه ما به میزان بسیار کمی اتساع زمانی را تجربه می کنیم زیرا پاهای ما نسبت به سرمان به مرکز ثقل نزدیکتر است، بنابراین سرها کمی سریعتر از پاها پیر می شوند. اما این اتفاق برای فضانوردانی که به مریخ می روند چگونه خواهد افتاد و هزینه آن چقدر خواهد بود؟
اول از همه، بیایید فرض کنیم همه در یک صفحه هستیم. زمان برای ناظران مختلف بسته به سرعت نسبی آنها و نزدیکی آنها به میدان های گرانشی مجاور، با سرعت های متفاوتی می گذرد.
«اتساع زمان» تفاوت زمان سپری شده در دو جسم (مانند ساعت) است که نسبت به میدان گرانشی در موقعیت های متفاوتی قرار دارند. همانطور که در نظریه نسبیت خاص و نسبیت عام توضیح داده شده است.
گرانش فضا زمان را منحنی می کند. نتیجه این است که هر چه گرانش قویتر در نزدیکی شما باشد و هر چه به جرمی که آن را ایجاد میکند نزدیکتر باشید، زمان کندتر حرکت میکند (از دید یک ناظر یا هر کسی که ساعت دوم دارد. اما از دیدگاه خودتان. (شما، زمان به طور عادی حرکت می کند) اینگونه است که پاهای شما نسبتاً جوانتر از سرتان است.
هرچه از گرانش زمین دورتر باشید، مانند کار در بالای یک آسمان خراش، اثر اتساع زمان (در مقایسه با ناظران روی زمین) بارزتر است. البته، این یک اثر بزرگ نیست، بلکه تنها در کسری کوچک از نانوثانیه در سال اندازه گیری می شود.
اما برای فضانوردانی که برای مدت طولانی در محیطهای گرانش صفر زندگی میکنند، این اثر بارزتر است. با این حال، این اثر تقریباً با سرعت سفینه های فضایی حامل فضانوردان در سفرهای خود خنثی می شود.
کالین استوارت، محقق فضایی، میگوید: «از آنجا که فضانوردان و ماهوارههایی که به دور زمین میچرخند، کمی دورتر از مرکز سیاره هستند (در مقایسه با افراد روی زمین)، در واقع اتساع زمان بیشتری را تجربه میکنند.
با این حال، این تأثیر بسیار کوچک است، زیرا سرعت بالای آنها این اثر را خنثی می کند، و بنابراین فضانوردان در واقع بسیار کمی به آینده خود سفر می کنند.
کیهاننورد سرگئی کریکالوف – که بهمدت 311 روز پس از فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی در فضا سرگردان شد و در مجموع 803 روز، 9 ساعت و 39 دقیقه – 0.02 ثانیه در آینده را ثبت کرد. سفرکرده
با رفتن به مریخ در یک سفر رفت و برگشت 21 ماهه، فضانوردان مقدار کمی اتساع زمانی را تجربه خواهند کرد. از دیدگاه آنها، زمان به طور عادی می گذرد – در حالی که در مقایسه با ناظران روی زمین، احتمالاً چند نانوثانیه فاصله خواهد داشت.
اگرچه آنها سریعتر از هر انسانی در تاریخ سفر می کنند، اما در مقایسه با سرعت نور (جایی که اثرات اتساع زمان آشکارتر می شود) بسیار ناچیز خواهد بود.
اگر قرار باشد فضانوردان برای مدت طولانی در مریخ بمانند، اثر اتساع زمان گرانشی قابل توجه خواهد بود. برای مثال، فردی که دقیقاً 80 سال در مریخ زندگی می کرد، حدود 12 ثانیه زودتر از زمانی که دقیقاً 80 سال روی زمین زندگی می کرد، می میرد.