30 вересня 2025 р.

Вимірювання коливання Землі, не спостерігаючи зорі

Більшість людей знайомі з тим фактом, що Земля обертається навколо своєї осі один раз на добу. Однак обертання не таке стабільне, як можна подумати. Як дзиґа, яка сповільнює обертання, вісь Землі коливається, описуючи коло на нічному небі. Вісь нині спрямована на небесній сфері в точку, що лежить дуже близько до Полярної зорі в північній півкулі.

Коливання осі обертання відбувається тому, що Земля не є ідеальною кулею, а трохи випинається на екваторі. Коли гравітація Сонця та Місяця тягне цю опуклість, то виникає сила, яка намагається нахилити вісь Землі. Однак, оскільки Земля обертається, ця сила не перекидає планету, а змушує її вісь описувати повільне кругове коливання на небі. Це коливання займає приблизно 26 000 років, щоб завершити один повний цикл.

Група дослідників з Мюнхенського технічного університету (Technical University of Munich, TUM) та Боннського університету вивчала це коливання. Вони використовували високочутливий кільцевий лазер у Геодезичній обсерваторії TUM у Веттцеллі, яким можна вимірювати в 100 разів точніших, ніж у будь-якому попередньому дослідженні. На відміну від традиційних методів, що потребують зовнішніх опорних точок, зазвичай астрономічного об?єкта, цей кільцевий лазер працює як інерційний датчик, вимірюючи обертання Землі незалежно, без спостережень небесних світил.

Кільцевий лазер працює, посилаючи лазерні промені по замкнутій траєкторії в протилежних напрямках. Коли прилад обертається разом із Землею, один промінь проходить трохи далі за інший, створюючи вимірювану різницю в їхніх частотах. Цей ефект, відомий як ефект Саньяка, дає змогу за допомогою кільцевого лазера виявляти навіть крихітні зміни в обертанні Землі та орієнтації осі.

Науковці планують покращити кільцевий лазер, щоб підвищити його чутливість вдесятеро. Тоді б вони змогли виміряти спотворення простору-часу, спричинене обертанням Землі. Це дасть змогу прямо перевірити ефект Лензе-Тіррінґа, «перетягування» простору, передбачене загальною теорією відносності Айнштайна. Цей ефект спостерігали раніше, наприклад, за допомогою космічного зонда Gravity Probe B, який виявив спотворення ще у 2011 році. За допомогою кільцевого лазера цей ефект можна було б виявити на поверхні Землі без використання дорогих супутників на орбіті.

За інф. з сайту www.universetoday.com