Точное измерение скорости вращения нашей планеты играет важную роль в космической геодезии, позволяя отслеживать незначительные изменения в скорости вращения и положении этой оси в пространстве. Всем известно, что Земля совершает вращение вокруг своей оси. И ось обычно рассматривают как нечто стабильное. На самом деле ось Земли не является прочно закрепленной в небе, как это кажется на глобусе. Различные факторы оказывают влияние на нее, вызывая колебания различной интенсивности.
Ранее для регистрации этих изменений требовалась сложная система радиотелескопов, охватывающая всю территорию Земли. Но немецкие исследователи нашли альтернативный подход – как провести измерения, используя только одну лабораторию. И добились успеха. Им удалось разработать эффективный метод исследования, основанный на использовании подземного кольцевого лазера в Ветцелле, который состоит из двух квадратных полостей размером по 4 м каждая. Принцип действия устройства базируется на эффекте Саньяка — взаимодействии двух близких по частоте лазерных лучей, генерируемых в кольцевом резонаторе и циркулирующих в противоположных направлениях по контуру. Изменение фазы этих встречных электромагнитных волн предоставляет данные об угловой скорости вращения и любых ее изменениях.
В течение 250 дней исследователи проводили измерения с помощью лазерного гироскопа, и зафиксировали совокупные эффекты большого числа процессов, в том числе прецессию и нутацию оси Земли.
Прецессия обусловлена отклонением формы Земли от идеального шара, из-за чего ось планеты описывает траекторию окружности на небесной сфере, совершая полный оборот приблизительно за 25,8 тысяч лет. Нутация же возникает под воздействием гравитационного воздействия Солнца и Луны, вызывающего колебания земной оси разной интенсивности.
Ученые стремятся к дальнейшему улучшению характеристик инструмента, рассчитывая добиться увеличения его точности.
93% и 100%
Гироскопические измерения прецессии и нутации оси Земли | Научные достижения
Земля дала почувствовать скрытый танец: крошечный лазер поймал движения, которые раньше ускользали