Da quando gli astronauti hanno lasciato la superficie lunare per l’ultima volta 52 anni fa, ne è trascorso di tempo. Rispetto a noi terrestri, sulla Luna ne è trascorso un po’ di più, circa 1,1 secondi. Non sembra molto, e non lo sono nemmeno i 57 milionesimi (0,0000575) di secondo con cui il tempo scorre più velocemente sulla Luna rispetto alla Terra ogni giorno. Ma questo importante risultato di un nuovo studio degli scienziati della NASA potrebbe essere la differenza tra i sistemi di navigazione sincronizzati mentre l’agenzia spaziale statunitense si avvicina a lanciare le sue attese missioni con equipaggio sulla Luna e oltre.
Sappiamo della capacità della gravità di rallentare il tempo da quando Albert Einstein ha postulato la sua teoria generale della relatività. Ma gli aspetti pratici della misurazione di eventuali distorsioni temporali che derivano dalle differenze di gravità, come il contrasto tra l’attrazione della Terra e quella della Luna, sono rimasti molto indietro. Solo nell’ultimo decennio, abbiamo avuto orologi atomici abbastanza sensibili da rilevare piccole differenze di tempo tra due oggetti in movimento l’uno rispetto all’altro o sotto diverse forze gravitazionali.
E con la pausa di mezzo secolo tra gli sbarchi sulla Luna con equipaggio, gli scienziati non avevano un motivo urgente per capire come si svolgessero quelle minuscole differenze di tempo tra la Terra e il nostro satellite naturale. La Luna ha un sesto della gravità terrestre, ma gli astronauti si sono fermati solo brevemente, quindi non è stato un grosso problema. Ora gli scienziati hanno una scadenza: la NASA sta cercando di riportare gli astronauti sulla Luna entro il 2026, come parte delle sue missioni Artemis, dove inizieranno a esplorare possibili siti per basi lunari che un giorno potrebbero fungere da trampolino di lancio per Marte.
“Stiamo guardando a una presenza sostenuta sulla Luna“, ha detto Cheryl Gramling della NASA, ingegnere dei sistemi di navigazione presso il Goddard Space Flight Center nel Maryland, a Jonathan O’Callaghan del New Scientist. “Le infrastrutture sulla Terra come il GPS forniscono il tempo fino al livello del nanosecondo“, ha continuato Gramling. “Se si cerca di navigare o atterrare sulla Luna ed evitare aree pericolose, allora quella precisione è importante”.
Un sistema di riferimento temporale unificato per la Luna
Ad aprile, la NASA e altre agenzie statunitensi sono state incaricate di elaborare un sistema di riferimento temporale unificato per la Luna su cui altre agenzie spaziali potessero concordare. Questa nuova scoperta aiuta in tal senso ed è in lavorazione da un po’ di tempo. Slava Turyshev, fisico del Jet Propulsion Laboratory della NASA che ha guidato lo studio, ha detto a O’Callaghan: “qualcuno doveva sedersi e fare i calcoli”.
I nuovi calcoli
Dalla Terra, sembra che la Luna abbia guadagnato 57 milionesimi di secondo per giorno terrestre. Turyshev e colleghi sono arrivati a questo numero calcolando la scala del tempo per la Terra e la Luna rispetto al baricentro del Sistema Solare. Questo è il centro di massa comune del Sistema Solare, attorno al quale il Sole, i pianeti e i satelliti orbitano in un delicato equilibrio.
I calcoli di Turyshev e colleghi si avvicinano ai 56,02 microsecondi su cui un altro team di ricercatori del National Institute of Standards and Technology degli Stati Uniti è arrivato a febbraio. Ma piccole frazioni di secondo contano su distanze così grandi, quindi c’è ancora del lavoro da fare.
Nessuno dei due risultati è stato sottoposto a revisione paritaria e la definizione finale del tempo lunare dovrà essere corroborata da una serie di agenzie e organismi internazionali, come l’International Bureau of Weights and Measures e l’International Astronomical Union, che hanno in programma di incontrarsi ad agosto.
Dovremo anche tenere d’occhio come la rotazione del nostro pianeta Terra stia stranamente rallentando, rendendo le nostre giornate leggermente più lunghe, e come le attività estrattive umane ne abbiano alterato la rotazione.
La ricerca è stata pubblicata su arXiv prima della revisione paritaria.
