中国科学家研发考虑相对论的高精度月球时钟，未来探月新利器

你是否曾想过月球上现在几点了？一款由中国研究人员开发的软件包终于可以告诉你。

这个模型是由南京紫金山天文台和合肥中国科学技术大学的团队研发的，详细信息可以在2025年12月在《天文学与天体物理学》期刊上发表的论文中找到。这种新的月球计时方法承诺在1000年内保持准确。

那么，为什么要专门制作一个月球时钟呢？要找到答案，我们就来看看——就像我们常做的那样——阿尔伯特·爱因斯坦。

时间在那里的流逝略有不同，因为月球的引力小于地球。这一现象最早是由爱因斯坦的 广义相对论 预测的。根据 NASA 的说法，在地球上每经过24小时，月球大约会多出56微秒。

虽然这个差异很小，但经过长时间会累积起来——这可能会对未来的载人月球任务带来很大问题，比如 NASA的阿尔忒弥斯计划 以及俄罗斯和中国的联合国际月球研究站。 (火星的挑战则更大，那里的时钟每天比地球快大约477微秒。)

在月球上生活和工作的宇航员需要能够与地球上的同事协调视频通话、数据共享和导航——因此需要一个可靠的算法来将地球时间转换为月球时间。2024年，研究人员提出了月球坐标时间 (TCL)的概念，这个方程通过考虑月球上某一点与地球引力场的距离来解决这种相对论的时间膨胀。

“这不仅仅是报时的问题，更关乎导航、通信和安全，”谢尔盖·科佩金，密苏里大学的天文学家和TCL论文的共同作者，在给《生活科学》的电子邮件中提到。

来自中国团队的新系统基于科佩金的原始算法。它本质上能够非常快速地计算TCL方程的一个版本，同时考虑一些额外因素，比如重心坐标时间（Barycentric Coordinate Time，TCB），这是国际天文学联合会的一个标准。研究人员把这个系统称为“月球时间历”，简称LTE440。

科佩金称LTE440是“一项很扎实的工程”。这表明中国在推进它的雄心勃勃的月球计划上是非常认真的。不过，他指出，NASA仍在开发自己的月球时间系统，叫做协调月球时间（LTC）。该机构计划在今年年底之前最终确定这个系统，这个系统将以协调世界时间（UTC）为基础，以实现跨时区的最佳互操作性。

同样，欧洲航天局目前正在接受申请其自己的月球时钟。这些系统可能会以LTE440为基准，来交叉核对各国航天机构的计算，但中国的系统是否能成为国际标准还有待观察。

最终，月球的时间标准需要各国之间进行协调，否则我们可能会让月球研究陷入混乱。“如果我们失败，”科佩金说，“我们可能会在太空中遇到‘时区战争’。”