Німецькі вчені вперше змогли виміряти осьові коливання Землі без супутників чи телескопів, використовуючи підземний кільцевий лазер з рекордною точністю.
Команда з Технічного університету Мюнхена та Боннського університету провела 250-денний експеримент, використовуючи інноваційний кільцевий лазер, встановлений у Геодезичній обсерваторії у Ветцеллі, Баварія. Цей пристрій, який фіксує зміни орієнтації Землі з часовою роздільною здатністю менш ніж 60 хвилин, перевершив попередні інструменти в 100 разів. “Те, що може зробити наш кільцевий лазер, є унікальним у всьому світі”, – зазначив професор Ульріх Шрайбер, провідний автор дослідження.
До цього часу подібні вимірювання залежали від глобальних мереж радіотелескопів (VLBI), які потребували обробки даних протягом днів або тижнів. Натомість кільцевий лазер забезпечив майже реальний час спостережень і дозволив безперервно фіксувати навіть найменші зміщення осі. Це включає прецесію – повільне обертання осі Землі з періодом у 26 000 років – і нутацію – короткочасні коливання з циклами від декількох днів до років.
Земна вісь – не стабільна. Її постійно “хитає” через гравітаційні взаємодії з Місяцем і Сонцем, а також через неспівпадіння форми планети з ідеальною сферою. Навіть такі незначні ефекти, як перерозподіл маси у земній корі чи зміна погодних умов, можуть впливати на рух осі. “Точне вимірювання коливань допомагає нам краще зрозуміти і змоделювати систему Землі”, – підкреслив Шрайбер.
Новий лазерний інструмент є інерційним датчиком, що працює автономно, без зовнішніх опорних сигналів, таких як GPS або космічне випромінювання. Це не лише здешевлює вимірювання, але й дозволяє проводити їх з високою частотою оновлення. Потенційне удосконалення приладу в 10 разів, за словами вчених, може дати змогу виявити викривлення простору-часу, викликане обертанням Землі – ефект Ленса-Тіррінга, відомий також як “витягування простору”.
“Це було б прямим випробуванням теорії відносності Ейнштейна”, – додають автори. Такий прорив відкриває можливість спостерігати ефекти загальної теорії відносності без потреби запуску супутників. У майбутньому це може змінити підхід до геофізичних досліджень, навігації та навіть фундаментальної фізики.
Опубліковане в журналі Science Advances, дослідження підтверджує, що точна наука про коливання Землі тепер можлива безпосередньо з її поверхні. Це не лише технологічний прорив, а й стратегічна перевага для спостереження за динамікою планети в реальному часі.