火星の宇宙飛行士は時間の経過についてこれまでと異なる認識を持つようになるでしょうか?

宇宙機関が最初の人類を火星に送る準備を進めているため、いくつかの質問がより頻繁になっています。たとえば、そこでの宇宙飛行士は時間の遅れを経験し、時間の経過について地球上の人間とは異なる認識を持つのでしょうか?研究者によれば、答えは「イエス」です。

しかし、どれくらいの拡張について話しているのでしょうか?まず、観測者が異なれば、相対速度や近くの重力場への近さに応じて、時間の経過速度が異なることを理解する必要があります。したがって、特殊相対性理論と一般相対性理論によってすでに説明されているように、時間の遅れは、これらの原因による 2 つの時計で経過する時間の差です。

重力の影響

時空の湾曲には重力が大きく関与しています。そしてそれは何を意味するのでしょうか？強い重力があなたの近くにあり、それを生み出す質量に近づくほど、観察者、つまり外側からすべてを見ている人の視点から見ると、時間の進みは遅くなります。しかし、あなたの視点から見ると、時間は通常の速度で流れていることになります。

たとえば、相対的に足の方が頭よりも老化が少ないのはこのためです。高層ビルの頂上など、地球の重力から遠ざかるほど、 時間の遅れの影響は地上の観測者に比べて大きくなります。

論理的には、日常的な距離であればその影響は大きくありません。そうでなければ、非常に高層階に住んでいる人々は、地球上の残りの人口よりも長生きするでしょう。平均すると、これは 1 年あたり 1 ナノ秒のほんの一部にすぎません。しかし、無重力環境で長期間生活する宇宙飛行士にとって、その影響はさらに大きくなります。

宇宙飛行士と時間認識

宇宙飛行士が重力の小さい、地球から完全に離れた場所に旅行することを考えると、宇宙飛行士の時間の経過は私たちよりもはるかに遅いことが想像できますよね?事実上、この現象は、宇宙旅行者が宇宙を移動する傾向にある速度によって打ち消されます。

「地球を周回する宇宙飛行士や人工衛星は（地上にいる人々と比べて）地球の中心から少し離れているため、実際に経験する重力時間の遅れは少ない。これはそれだけで、宇宙飛行士の時間がより速く進むことを意味する」と天文学者コリン・スチュアートはテッド・エドに語った。

しかし、研究者によると、地球の重力は非常に弱いため、この影響は非常に小さいとのことです。これにより時間の遅れが生じ、宇宙飛行士は少しだけ未来に移動します。

その一例が、ソ連が地球上で消滅する間、803日と9時間39分にわたって宇宙に閉じ込められていた宇宙飛行士セルゲイ・クリカレフだ。計算によると、彼は技術的には 0.02 秒未来に移動することになります。 21 か月にわたる旅で火星に行くと、宇宙飛行士は確かに時間のわずかな遅れを経験するでしょう。

しかし、そこに到達するために使用される速度は、人類が歴史上これまでに経験したことのないほど速いとはいえ、時間の遅れの影響が非常に顕著である光の速度と比較すると、すべてが基本的に重要ではないままです。