Máshogyan telik az idő a Holdon, mint a Földön

Magyar idő szerint 1969. július 21-én hajnali 3 óra 56 perc 15 másodperkor tett egy kis lépést a Hold felszínére az amerikai Neil Armstrong, a történelmi mozdulatot pedig élőben láthatta a fél világ a televízióban. Ha eltekintünk a máig népszerű, makacs összeesküvés-elmélettől, miszerint a holdra szállás csak egy ordas kamu, és az egész szkafanderes felhajtást egy földi stúdióban rendezték meg, és onnan közvetítették az ámuló emberiségnek, a kérdés az, hogy holdidő szerint egészen pontosan mikor került az első emberi lábnyom a hűséges szomszédunk porába (a stúdió homokjába).

Mennyi volt az idő akkor a Holdon?

Hogyhogy mikor, micsoda kérdés ez, talán valami kekeckedő asztrofizikus-humor? Hát pontosan akkor, amikor a Földön látták, attól függően persze, hogy melyik időzónából nézték a közvetítést, pár órás különbségekkel. Houstonban például július 20-án 20 óra 56 perc 15 másodperkor, Tokióban július 21-én 11 óra 56 perc 15 másodperckor, Londonban, ahogyan a szokásos, űrhajózásban használt univerzális idő (egyezményes világidő, UTC) szerint is, július 21-én 2 óra 56 perc 15 másodperkor lépett Armstrong a Holdra.

Persze a földi zónaidők nem egyeznek pontosan a földi hosszúsági köröknek megfelelő földi helyi időkkel, de ez nem zavar senkit különösebben, sőt. Az már viszont igen, hogy a pontos időt nem igazán egyszerű arrafelé megmondani,

Égi kísérőnk szürke, poros felszínén az órák gyorsabban telnek, mint mifelénk, méghozzá körülbelül 56 mikroszekundummal (a mikroszekundum a másodperc egymilliomod része) fürgébben minden 24 órában. De nemcsak a Hold felszínén, hanem már az odaúton, az Apollo–11 űrhajóban is pontatlanul kezdtek járni az órák (a földiekhez képest), miközben 39 ezer kilométer/órás sebességgel hasítottak a Hold felé. A pontos időt ezért a földiektől kellett megkérdezni, ahogyan a mostani űrmissziók alatt is a földi irányítóközpontok mondják meg a kozmonautáknak.

Rohan az idő, vagy csak cammog odafenn? 

Hogyan létezik mindez? Netán nem akadt pár strapabíró, az extrém gyorsulásoknak is ellenálló, pontos óra a NASA-nál?

Nyilván akadt, és az órákkal nem is volt az égvilágon semmi gond. A küldetésre Neil Armstrong, Buzz Aldrin és Michael Collins rozsdamentes acél svájci órát (Omega, Speedmaster) vitt magával, amelynek (a sikeres visszatérés után) 1014 sorszámozott (limitált) másolatát készítette el a gyártó, méghozzá aranyból, és minden egyes darab azóta is vagyonokat ér.

Ám még a világ legjobb órái is kénytelenek engedelmeskedni a fizika törvényeinek, így annak a kíméletlen univerzális regulának is, hogy a tér és az idő nem függetlenek egymástól, és 

Minél nagyobb tömegű egy test, annál nagyobb a gravitációs ereje, és annál jobban fodrozza, torzítja az időt. Ugyanez igaz a sebességre is, a gyorsaságtól is függ, hogy milyen tempóban telik az idő. Erre a meghökkentő és ésszel alig felfogható valóságra pedig Albert Einstein jött rá korszakalkotó relativitáselméletében a 20. század elején.

Korábban úgy gondolták (és így érezzük ma is, jogosan), hogy az idő teljesen változatlan, és ahogyan az 1680-as években Isaac Newton megállapította, az idő a világegyetem minden pontján, mint valami robot, egyenletes ütemben halad szépen előre, mindenféle sietség vagy késedelem nélkül. Csakis az óra hibája, ha netán siet vagy késik (esetleg megáll), az idő ettől még monotonon és rendületlenül (el)telik, akármit is teszünk ellene. Az pedig, hogy

és nem a kíméletlen fizikai valóság.

Már jó ideje képesek vagyunk időutazásra

1971-ben azonban végleg megtört ez a két évszázados, kényelmesnek ugyan kényelmes, de igencsak kellemetlen newtoni alaptétel, amikor a világ legpontosabb óráit, négy cézium-atomórát reptettek meg a világ minden tájékán, majd összehasonlították azokat földfelszíni atomórákkal, és a kronométerek bizony (csekélynyit ugyan, de) különbséget (a földi órák többet) mutattak. Einstein relativitáselméletét tehát bebizonyították, az idő nem állandó, ahogyan azt gondoltuk, aminek olyan mókás következményei lettek, hogy még azt is bátran ki lehet jelenteni, hogy

Az időutazók eddigi csúcstartója az orosz Gennagyij Padalka űrhajós, aki öt űrrepülése alatt (2015 szeptemberéig) összesen 878 és fél napot töltött az űrben, és ezzel az időtartammal máig kozmikus rekorder.

Az űrhajók nem éppen lomha járművek, a Nemzetközi Űrállomás például több mint 28 ezer kilométer per órás sebességgel kering a Föld körül, ilyen nagy sebességeknél pedig már kimutatható az idő változása, rugalmas természete. A relativitáselmélet ugyanis kimondja, hogy

azokhoz képest, akik nem vagy lassan mozognak. Az évekig száguldozó Gennagyij Padalka ideje is lassabban telt az űrben, ezért aztán megfiatalodott ahhoz képest, mint ha földhözragadt foglalkozást űzött volna, és, mondjuk, őstermelőként éli statikus életét. 

Kissé öregebb volt minden és mindenki körülötte, hiszen amíg őnála lassabban ketyegett az óra odafenn, addig az anyabolygón semmi sem változott. Utazott tehát az időben, de nem akkorát, hogy szívéhez kapna a Vissza a jövőbe című filmek dokija, mondván, azzal, hogy fiatalabban visszajött, felszakította a tér-idő kontinuum szövetét, amiért meg fog semmisülni a világegyetem, Padalka űrhajós ugyanis mindössze 22 ezredmásodpercet fiatalodott a földi irányítószemélyzethez vagy éppen a családtagjaihoz képest. Nem találkozott nyugdíjas gyerekeivel, nem látta felnőtt unokáit, és nem tudta meg, ki lesz a következő miniszterelnök. Csak 22 ezredmásodpercet (a másodperc 44-ed része) ugrott előre az időben visszatértekor, hiszen ennyivel több idő telt el idelenn a földtekén, míg ő a kozmoszban röpdösött.    

Vannak más űr(idő)utazók is, például az 520 napot a Nemzetközi Űrállomáson keringő Scott Kelly NASA-asztronauta, aki 2016-ra öt milliszekundummal cselezte ki az időt, és lett ennyivel fiatalabb ikertestvérénél, bár az arcán ez nem igazán látszott meg.

Megy az idő a Holdon

A holdra szállás azonban nem fiatalít, hanem (sajnos) éppen hogy öregít, 24 óránként 56 mikroszekundummal. Az univerzális törvény szerint ugyanis

És fordítva is igaz: minél gyengébb a gravitáció, annál gyorsabban peregnek a pillanatok. A Hold 81-szer könnyebb, mint a Föld, gravitációja pedig körülbelül hatszor gyengébb (hatszor magasabbra ugorhatnánk ezért a holdkráterek között, és lazán letaszíthatnánk trónjáról a kubai Javier Sotomayort „szerény”, 2,45 méteres szabadtéri világcsúcsával együtt). Mivel gyengébb a gravitációja, a Hold felszínén felgyorsul az idő a földi időhöz képest. Amíg az Apollo–11 legénysége az oda-vissza úton egy parányit fiatalodott a 2. kozmikus sebességgel repesztő űrkabinban, addig a Holdon időzve valamicskét visszaöregedtek ahhoz képest, ha nem asztronautának adták volna a fejüket, hanem például könyvelőirodát vezettek volna.

Új idők járnak, nincs idő tétlenségre

Szórakoztató játék ez a mikroszekundumokkal és az ezredmásodpercekkel, és egy asztrofizikai biennálén, egy csillagászdzsemborin vagy egy tétékás kerti partin bizonyára okoz pár másodperces izgalmat és vidámságot a kozmoszfanoknak. De ugyan mit számítanak ezek a röpke pillanatocskák?

A válasz az, hogy sokat. Az űrhajózás ugyanis egy végletekig precíz elfoglaltság, ahol minden töredékmásodperc számíthat. Mivel tucatnyi holdküldetést terveznek a közeljövőben (köztük újra emberes holdra szállást és állandó holdbázis építését), az ügynökségeknek (NASA, ESA, kínaiak, japánok, oroszok) egyáltalán nem mindegy, hogyan jár az óra arrafelé. Jelenleg minden holdprojekt (a földi irányításán keresztül) saját maga méri az időt a földi időzónákhoz viszonyítva. De a Holdra készülő járművek és a kiépülő infrastruktúra már megköveteli az

Ezért is ültek össze a világ űrkutatói nemrégiben, hogy megállapodjanak egy egységes és egyezményes holdidőzónában, és megtervezzenek egy földi GPS-hez hasonló navigációs rendszert a Holdon is. Ehhez pedig hajszálpontos időmérésre van szükség, ami sok fejtörést okoz, hiszen a Holdon más idők járnak. 

Nemcsak az erősödő holdforgalom miatt van égető szükség pontos és egységes holdidőszámításra és holdi GPS-re, de segítségükkel

például egy poros holdautóra, 12 pár űrbakancsra, egy meg nem értett művész kisplasztikájára vagy éppen Andy Warhol pajzán minigrafikájára, és gyorsabban megtalálhatják és összeszedhetik a szemetet, többek között a valahol a porban heverő 96 zacskó vizeletet és ürüléket is. Az ember ugyanis minden tekintetben a Holdon hagyta történelmi lábnyomát 1969. július 21-e és 1972 decembere között, és nem mindegyik nagy ugrás az emberiségnek.