Khi bay tới sao Hỏa, phi hành gia sẽ trải qua hiện tượng giãn thời gian. Điều này đã được dự đoán từ trước. Thực tế, bàn chân và đầu của con người cũng trải qua hiện tượng giãn thời gian ngay trên Trái Đất: đầu lão hóa nhanh hơn chân một chút. Nhưng phi hành gia sao Hỏa sẽ trải qua mức độ giãn thời gian bao nhiêu so với người Trái Đất?
Tốc độ thời gian trôi khác nhau với mỗi người quan sát, tùy vào tốc độ tương đối của họ, khoảng cách với trường hấp dẫn và sức mạnh của trường hấp dẫn đó. Giãn thời gian là sự khác biệt giữa thời gian trôi trên hai đồng hồ do những nguyên nhân này, như thuyết tương đối hẹp và thuyết tương đối rộng của Albert Einstein mô tả.
Lực hấp dẫn làm cong không - thời gian. Kết quả là, lực hấp dẫn gần người quan sát càng mạnh, và người này càng ở gần khối lượng tạo ra nó, thời gian sẽ trôi càng chậm theo góc nhìn của một người quan sát khác - người có chiếc đồng hồ thứ hai. Từ góc nhìn của người quan sát ban đầu, thời gian vẫn trôi với tốc độ bình thường.
Đây là lý do tại sao bàn chân lại "trẻ hơn" đầu. Càng cách xa lực hấp dẫn của Trái Đất - ví dụ như làm việc trên đỉnh một tòa nhà chọc trời - hiệu ứng giãn thời gian càng trở nên rõ rệt hơn so với những người quan sát dưới mặt đất. Dù vậy, đây không phải là hiệu ứng lớn, chỉ chênh lệch một phần rất nhỏ của một nano giây mỗi năm.
Với phi hành gia sống trong môi trường không trọng lực thời gian dài, hiệu ứng này rõ rệt hơn, nhưng lại bị triệt tiêu bởi tốc độ họ di chuyển. "Vì các phi hành gia và vệ tinh quay quanh Trái Đất cách xa tâm hành tinh hơn một chút so với người dưới mặt đất, họ trải nghiệm mức độ giãn thời gian do lực hấp dẫn ít hơn. Điều này khiến thời gian của phi hành gia đáng lẽ trôi nhanh hơn", nhà thiên văn Colin Stuart giải thích.
"Nhưng thực tế, hiệu ứng này khá nhỏ vì lực hấp dẫn của Trái Đất khá yếu. Vì vậy, hiệu ứng giãn thời gian do tốc độ chiếm ưu thế", Stuart nói thêm. Điều này khiến phi hành gia lão hóa chậm hơn. Ví dụ, phi hành gia Nga Sergei Krikalev - người có tổng cộng 803 ngày, 9 giờ và 39 phút sống ngoài không gian - trẻ hơn so với người dưới Trái Đất 0,02 giây.
Tới sao Hỏa trong chuyến bay khứ hồi 21 tháng, phi hành gia sẽ trải nghiệm một chút hiệu ứng giãn thời gian. Từ góc nhìn của họ, thời gian vẫn trôi qua bình thường, nhưng với người quan sát trên Trái Đất, sự chênh lệch có thể là khoảng vài nano giây. Dù tốc độ của phi hành gia sao Hỏa sẽ nhanh hơn bất cứ người nào trong lịch sử, nhưng so với tốc độ ánh sáng có hiệu ứng giãn thời gian cực kỳ rõ rệt, thì tốc độ này vẫn nhỏ.
Nếu các phi hành gia ở lại sao Hỏa trong thời gian dài, thì hiệu ứng giãn thời gian hấp dẫn sẽ trở nên lớn hơn. Theo chương trình Physics Van của Đại học Illinois tại Urbana - Champaign, một người sống 80 năm trên sao Hỏa sẽ chết sớm hơn khoảng 12 giây so với người sống 80 năm trên Trái Đất. Nhưng từ góc nhìn của mình, họ sẽ không cảm nhận thấy điều đó.
Thu Thảo (Theo IFL Science)