미국 항공우주국 나사(NASA)가 2019년 인류를 다시 달로 보내는 아르테미스 계획을 발표한 것처럼 미국에서는 달 개발에 대한 분위기가 고조되고 있다. 지난 4월 미국 정부는 과학자에게 달 표면 시간 기준을 확립하도록 요청했으며 그 결과 달은 지구보다 하루에 56마이크로초 시간이 더 빨리 진행된다는 게 명확해졌다.
20세기 물리학자 알베르트 아인슈타인은 관찰자 2명이 동일한 방향과 동일한 속도로 이동하는 경우에만 1시간 길이에 대해 의견이 일치한다고 제안했다. 이는 지구 표면에 있는 사람과 궤도상 또는 달에 있는 다른 사람 사이에도 적용되며 국립 표준 기술 연구소(NIST) 이론 물리학자 비주나스 파트라는 만일 우리가 달 표면에 있다면 시계는 지구 위와는 다르게 진행될 것이라고 말했다.
파트라에 따르면 달은 지구보다 중력이 작기 때문에 지구보다 시간이 더 빨리 진행된다고 한다. 실제로 NIST 물리학자 닐 애시비 등은 아인슈타인이 제안한 일반 상대성 이론을 사용해 달과 지구 시간 진행을 계산했다.
달과 지구 공전, 조석력, 완전한 구체에서의 이탈 정도 등을 고려한 복잡한 계산 결과 달은 하루에 0.000056초 그러니까 56마이크로초 지구보다 더 빨리 시간이 진행된다는 게 밝혀졌다.
이 56마이크로초라는 시간 차이는 인간 기준으로 볼 때는 매우 작지만 정확한 정밀도로 여러 미션을 유도하거나 지구와 달 사이에서 통신할 때는 이 시간 차이가 중대한 오차가 된다. 현대 정밀 내비게이션은 광속으로 이동하는 전파를 사용한 시계 동기화에 의존하고 있으며 나사 시스템 엔지니어에 따르면 빛은 0.001마이크로초 그러니까 1나노초에 30cm를 이동하기 때문에 56마이크로초라는 시간 불일치를 고려하지 않으면 달 표면에서 하루에 17km 내비게이션 오류가 발생할 수 있다고 한다. 또 정밀도가 중요한 아르테미스 계획에서는 모든 탐사선, 착륙선, 우주 비행사 현재 위치를 항상 10m 이내 오차로 파악해야 한다고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.