#Наука
Новий кільцевий лазер вимірює коливання осі Землі без телескопів чи супутників
Кільцевий лазер реєструє осьові коливання з часовою роздільною здатністю менше 60 хвилин.
Новий кільцевий лазер вимірює коливання осі Землі без телескопів чи супутників
Підземний кільцевий лазер у Геодезичній обсерваторії TUM у Веттцеллі.
Німецькі вчені використали високочутливий підземний кільцевий лазер для відстеження осьового коливання Землі, не покладаючись на телескопи, супутники чи зовнішні опорні сигнали.
Дослідники з Мюнхенського технічного університету (TUM) та Боннського університету успішно зафіксували ледь помітні коливання обертання планети за допомогою спеціально створеного кільцевого лазера, що досі було можливо лише за допомогою складної радіоастрономії.
Розташований у Геодезичній обсерваторії у Веттцеллі, Баварія, унікальний прилад забезпечував рівень точності, у 100 разів більший, ніж у будь-якого попереднього кільцевого лазера чи гіроскопа.
«Ми досягли великого прогресу у вимірюванні Землі», — сказав Ульріх Шрайбер, доктор філософії, професор кафедри фізики та астрономії в Техаському університеті та провідний автор дослідження. «Те, що може робити наш кільцевий лазер, є унікальним у всьому світі».
Повідомляється, що висновки команди є результатом 250-денного безперервного експерименту, в якому лазер вимірював складні рухи осі планети. До них також належали прецесія та нутація, явища, які зазвичай спостерігаються лише за допомогою глобальних мереж великих радіотелескопів.
Хитаючись крізь простір
Земна вісь, уявна лінія, що проходить через Північний і Південний полюси, постійно рухається, хоча її зазвичай зображують як нерухому лінію. Щоб розбити це на частини, потрібно сказати, що, обертаючись навколо своєї осі, Земля поступово дрейфує та коливається.
Ці крихітні зрушення спричинені кількома факторами, що перекриваються, включаючи гравітаційне тяжіння Місяця та Сонця, а також дещо сплющену форму планети на екваторі.
Одна з найвідоміших — прецесія — це повільний круговий рух земної осі, який займає приблизно 26 000 років. На даний момент вісь спрямована майже прямо на Полярну зірку, але врешті-решт вона повернеться до своєї початкової точки в майбутньому.
На цей повільний дрейф накладаються менші та частіші коливання , відомі як нутації. Один домінантний цикл нутації триває близько 18,6 років. Однак існує багато коротших циклів з тижневими або навіть щоденними коливаннями. В результаті земна вісь коливається не рівномірно, а з різним ступенем інтенсивності.
Досі для відстеження цих коливань потрібна була мережа станцій дуже довгобазової інтерферометрії (VLBI), розташованих на кількох континентах. Ці обсерваторії тріангулюють космічні радіосигнали для визначення орієнтації Землі в космосі. Однак цей процес є складним, повільним і дорогим.
Від днів до годин
Але на відміну від РЛБІ, якому часто потрібні дні або навіть тижні для обробки даних, новий кільцевий лазер зміг фіксувати осьові зміщення майже в режимі реального часу та забезпечувати вимірювання з високою роздільною здатністю з оновленнями щогодини або рідше.
Кільцевий лазер вимірював усі ці ефекти безпосередньо та безперервно протягом 250 днів, забезпечуючи рівень точності, раніше небачений для інерційних датчиків, що працюють незалежно від зовнішніх сигналів.
Команда вважає, що якщо їм вдасться зробити кільцевий лазер у 10 разів точнішим і стабільнішим, це може призвести до ще точніших вимірювань у майбутньому і навіть виявити спотворення простору-часу, спричинені обертанням Землі.
Це було б прямою перевіркою теорії відносності Ейнштейна. Це також дозволило б спостерігати ефект Лензе-Тіррінга, також відомий як «затягування» простору, безпосередньо з поверхні Землі.
«Ми в 100 разів точніші, ніж це було можливо раніше за допомогою гіроскопів чи інших кільцевих лазерів», – сказав Шрайбер у прес-релізі . «Точне вимірювання коливань допомагає нам краще зрозуміти та змоделювати земну систему з високою точністю».
Дослідження було опубліковано в журналі Science Advances .
#Наука
Новий кільцевий лазер вимірює коливання осі Землі без телескопів чи супутників
Кільцевий лазер реєструє осьові коливання з часовою роздільною здатністю менше 60 хвилин.
Новий кільцевий лазер вимірює коливання осі Землі без телескопів чи супутників
Підземний кільцевий лазер у Геодезичній обсерваторії TUM у Веттцеллі.
Німецькі вчені використали високочутливий підземний кільцевий лазер для відстеження осьового коливання Землі, не покладаючись на телескопи, супутники чи зовнішні опорні сигнали.
Дослідники з Мюнхенського технічного університету (TUM) та Боннського університету успішно зафіксували ледь помітні коливання обертання планети за допомогою спеціально створеного кільцевого лазера, що досі було можливо лише за допомогою складної радіоастрономії.
Розташований у Геодезичній обсерваторії у Веттцеллі, Баварія, унікальний прилад забезпечував рівень точності, у 100 разів більший, ніж у будь-якого попереднього кільцевого лазера чи гіроскопа.
«Ми досягли великого прогресу у вимірюванні Землі», — сказав Ульріх Шрайбер, доктор філософії, професор кафедри фізики та астрономії в Техаському університеті та провідний автор дослідження. «Те, що може робити наш кільцевий лазер, є унікальним у всьому світі».
Повідомляється, що висновки команди є результатом 250-денного безперервного експерименту, в якому лазер вимірював складні рухи осі планети. До них також належали прецесія та нутація, явища, які зазвичай спостерігаються лише за допомогою глобальних мереж великих радіотелескопів.
Хитаючись крізь простір
Земна вісь, уявна лінія, що проходить через Північний і Південний полюси, постійно рухається, хоча її зазвичай зображують як нерухому лінію. Щоб розбити це на частини, потрібно сказати, що, обертаючись навколо своєї осі, Земля поступово дрейфує та коливається.
Ці крихітні зрушення спричинені кількома факторами, що перекриваються, включаючи гравітаційне тяжіння Місяця та Сонця, а також дещо сплющену форму планети на екваторі.
Одна з найвідоміших — прецесія — це повільний круговий рух земної осі, який займає приблизно 26 000 років. На даний момент вісь спрямована майже прямо на Полярну зірку, але врешті-решт вона повернеться до своєї початкової точки в майбутньому.
На цей повільний дрейф накладаються менші та частіші коливання , відомі як нутації. Один домінантний цикл нутації триває близько 18,6 років. Однак існує багато коротших циклів з тижневими або навіть щоденними коливаннями. В результаті земна вісь коливається не рівномірно, а з різним ступенем інтенсивності.
Досі для відстеження цих коливань потрібна була мережа станцій дуже довгобазової інтерферометрії (VLBI), розташованих на кількох континентах. Ці обсерваторії тріангулюють космічні радіосигнали для визначення орієнтації Землі в космосі. Однак цей процес є складним, повільним і дорогим.
Від днів до годин
Але на відміну від РЛБІ, якому часто потрібні дні або навіть тижні для обробки даних, новий кільцевий лазер зміг фіксувати осьові зміщення майже в режимі реального часу та забезпечувати вимірювання з високою роздільною здатністю з оновленнями щогодини або рідше.
Кільцевий лазер вимірював усі ці ефекти безпосередньо та безперервно протягом 250 днів, забезпечуючи рівень точності, раніше небачений для інерційних датчиків, що працюють незалежно від зовнішніх сигналів.
Команда вважає, що якщо їм вдасться зробити кільцевий лазер у 10 разів точнішим і стабільнішим, це може призвести до ще точніших вимірювань у майбутньому і навіть виявити спотворення простору-часу, спричинені обертанням Землі.
Це було б прямою перевіркою теорії відносності Ейнштейна. Це також дозволило б спостерігати ефект Лензе-Тіррінга, також відомий як «затягування» простору, безпосередньо з поверхні Землі.
«Ми в 100 разів точніші, ніж це було можливо раніше за допомогою гіроскопів чи інших кільцевих лазерів», – сказав Шрайбер у прес-релізі . «Точне вимірювання коливань допомагає нам краще зрозуміти та змоделювати земну систему з високою точністю».
Дослідження було опубліковано в журналі Science Advances .
Українська
English
