Німецькі науковці представили новий спосіб спостереження за рухом осі Землі, який не потребує ані телескопів, ані супутникових систем. Для цього вони використали надзвичайно чутливий підземний кільцевий лазер, здатний реєструвати найменші зміни обертання планети.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Фахівці з Технічного університету Мюнхена (TUM) та Університету Бонна змогли зафіксувати мікроскопічні коливання осі обертання Землі за допомогою спеціально створеного кільцевого лазера. Раніше подібні дані можна було отримати лише завдяки складним методам радіоастрономії. Прилад розташований у Геодезичній обсерваторії у Ветцеллі, що в Баварії, та демонструє неймовірну точність – у сто разів вищу за будь-який існуючий кільцевий лазер чи гіроскоп.
Керівник дослідження, професор фізики й астрономії TUM Ульріх Шрайбер, наголосив: «Наш кільцевий лазер володіє унікальними властивостями, яких немає жоден інший інструмент у світі». Результати стали можливими завдяки 250-денному безперервному експерименту, протягом якого прилад безперервно фіксував найдрібніші зміни руху осі Землі. У цих даних відобразилися як великі, так і дрібні ефекти, зокрема прецесія та нутація – явища, які раніше вдавалося спостерігати лише за допомогою глобальних мереж великих радіотелескопів.
Земна вісь, яку зазвичай зображають як стабільну лінію, що проходить через географічні полюси, насправді постійно перебуває в русі. Якщо розкласти цей рух на складники, можна побачити, що під час обертання планета поступово зміщується і похитується. Такі відхилення спричиняють різні чинники, серед яких найбільший вплив мають гравітаційні сили Місяця та Сонця, а також несферична форма нашої планети, де екватор злегка розширений.
Найпомітнішим серед цих явищ є прецесія – надзвичайно повільний круговий рух осі, який триває приблизно 26 тисяч років. Сьогодні вісь орієнтована майже на Полярну зірку, але з часом вона поступово змінюватиме напрям і знову повернеться у вихідне положення.
На цей процес накладаються дрібніші коливання, відомі як нутації. Один із головних циклів нутації триває близько 18,6 року, хоча існує безліч коротших циклів із періодичністю від кількох днів до тижнів. Це призводить до того, що положення земної осі змінюється нерівномірно та з різною амплітудою.
До появи цього кільцевого лазера відстеження таких змін було можливим лише завдяки системі станцій наддовгої базової інтерферометрії (VLBI), розташованих на різних континентах. Обсерваторії цього типу визначають орієнтацію Землі шляхом аналізу космічних радіосигналів. Проте така методика є складною, затратною й повільною.
Головна відмінність нового підходу полягає в оперативності: якщо обробка даних VLBI може тривати від кількох днів до тижнів, то кільцевий лазер здатний фіксувати зміни майже миттєво. Він забезпечує високу роздільну здатність і може оновлювати дані щогодини або навіть частіше. Протягом експерименту лазер безперервно реєстрував усі види рухів осі Землі, демонструючи рівень точності, який раніше був недосяжним для жодного автономного інерційного сенсора.
Наукова група припускає, що подальше вдосконалення технології – підвищення точності та стабільності щонайменше у десять разів – відкриє нові горизонти. Це дозволить не лише здійснювати ще точніші геодезичні вимірювання, але й, можливо, виявити ефекти викривлення простору-часу, спричинені обертанням нашої планети. Йдеться, зокрема, про так званий ефект Ленса–Тіррінга, або «перетягування простору», що є прямим наслідком Загальної теорії відносності Ейнштейна. Спостерігати його безпосередньо з поверхні Землі було б справжнім проривом у фізиці.
«Ми досягли точності, яка перевищує можливості попередніх гіроскопів та лазерних систем у сто разів, – зазначив Шрайбер. – Вимірювання осьових коливань із такою деталізацією дають нам змогу краще зрозуміти й змоделювати процеси всередині складної системи Землі».
Читайте також:
- Вчені виявили в зразках астероїда Рюгу мінерали, які старші за саму Землю
- NASA Psyche зробив перші знімки Землі та Місяця з глибокого космосу